C++ map与set封装实现过程讲解

下面是“C++ map与set封装实现过程讲解”的完整攻略。

1. 基本介绍

map和set是C++中常用的关联容器，可以用来建立键值对，同时还保证了元素的独一无二性。但是在使用STL的map和set过程中，我们需要了解STL中的底层实现，才能使用得更加灵活和便捷。因此，我们可以对其进行封装，从而更好地使用和维护。

2. map封装实现过程

2.1. Map类的定义

template <typename Key, typename Value>
class Map {
private:
    std::map<Key, Value> map_;
public:
    Map() {}
    ~Map() {}
    void insert(std::pair<Key, Value> element);
    void erase(Key key);
    Value & operator[](Key key);
    void clear();
    int size() const;
};

template <typename Key, typename Value>
void Map<Key, Value>::insert(std::pair<Key, Value> element) {
    map_.insert(element);
}

template <typename Key, typename Value>
void Map<Key, Value>::erase(Key key) {
    map_.erase(key);
}

template <typename Key, typename Value>
Value & Map<Key, Value>::operator[](Key key) {
    return map_[key];
}

template <typename Key, typename Value>
void Map<Key, Value>::clear() {
    map_.clear();
}

template <typename Key, typename Value>
int Map<Key, Value>::size() const {
    return map_.size();
}

2.2. Map类的具体实现

在Map类中，我们直接使用了STL中的map容器，在此基础上增加了一些封装函数，包括insert，erase，operator[]，clear，size等函数。这些函数的实现都非常简单，只需要调用STL中map容器的对应函数即可。

其中，重载operator[]函数可以方便地访问和修改键值对，具体的实现方式是返回map容器中对应键值对的值。如果map容器中没有这样的键值对，那么将默认创建一个对应键的值。

2.3. Map类的使用示例

#include <iostream>
#include "map.h"

int main() {
    Map<std::string, int> map;
    std::pair<std::string, int> p1("apple", 10), p2("orange", 20);

    map.insert(p1);
    map.insert(p2);

    std::cout << map["apple"] << std::endl;
    std::cout << map["orange"] << std::endl;

    map["banana"] = 30;

    std::cout << map["banana"] << std::endl;

    map.erase("orange");

    std::cout << map.size() << std::endl;
    map.clear();
    std::cout << map.size() << std::endl;

    return 0;
}

这是一个简单的Map类的使用示例。我们使用Map类创建了一个键值对类型为 的map，在其中依次插入了两个键值对，分别是“apple:10”和“orange:20”。接着，我们使用了Map类的重载操作符[]，访问了对应的键值对，修改了“banana”的值为30。最后，我们使用erase函数删除了“orange”的键值对，并查看了Map容器的大小，并使用clear函数将Map容器清空。

3. set封装实现过程

3.1. Set类的定义

template <typename T>
class Set {
private:
    std::set<T> set_;
public:
    Set() {}
    ~Set() {}
    void insert(T element);
    void erase(T element);
    int count(T element) const;
    typename std::set<T>::const_iterator begin() const;
    typename std::set<T>::const_iterator end() const;
    void clear();
    int size() const;
};

template <typename T>
void Set<T>::insert(T element) {
    set_.insert(element);
}

template <typename T>
void Set<T>::erase(T element) {
    set_.erase(element);
}

template <typename T>
int Set<T>::count(T element) const {
    return set_.count(element);
}

template <typename T>
typename std::set<T>::const_iterator Set<T>::begin() const {
    return set_.begin();
}

template <typename T>
typename std::set<T>::const_iterator Set<T>::end() const {
    return set_.end();
}

template <typename T>
void Set<T>::clear() {
    set_.clear();
}

template <typename T>
int Set<T>::size() const {
    return set_.size();
}

3.2. Set类的具体实现

Set类也是在STL的set容器的基础上进行封装，增加了一些常用的函数，包括insert，erase，count，begin，end，clear，size等函数。这些函数的实现方式和Map类相似，也是调用了STL的set容器的相应函数。

其中，count函数的作用是计算元素在Set容器中的出现次数，如果存在则返回1，否则返回0。

3.3. Set类的使用示例

#include <iostream>
#include "set.h"

int main() {
    Set<int> set;

    set.insert(10);
    set.insert(20);
    set.insert(30);

    std::cout << set.count(20) << std::endl;
    std::cout << set.count(40) << std::endl;

    set.erase(20);

    for (auto it = set.begin(); it != set.end(); it++)
        std::cout << *it << std::endl;

    std::cout << set.size() << std::endl;

    return 0;
}

这是一个简单的Set类的使用示例。我们使用Set类创建了一个元素类型为int的set，在其中依次插入了三个元素，分别是10，20，30。接着，我们使用了Set类的count函数，在set中查找了20和40两个元素，并输出了它们出现的次数。然后，我们使用erase函数删除了set中的20，然后使用begin和end函数遍历set中的元素。最后，我们查看了set的大小，并输出了结果。