Primer de C++, quinta edición: Más allá de la búsqueda lineal: El poder de los contenedores asociativos

Imagina una biblioteca donde los libros no se ordenan por fecha de llegada, sino por una clave universal. Este es el cambio de paradigma desde lo secuencial hacia contenedores asociativos. En lugar de escanear un vector de forma lineal ($O(N)$), utilizamos un map o set para lograr búsquedas en tiempo logarítmico ($O(\log n)$).

1. La naturaleza de la asociación

En un map, almacenamos pares clave-valor. La clave actúa como un índice que puede ser una cadena, un objeto personalizado o cualquier tipo que soporte ordenamiento estricto débil. Un set, por el contrario, almacena solo claves únicas, convirtiéndolo en la herramienta perfecta para verificar membresía o filtrado.

2. Ordenados frente a desordenados

Contenedores estándar (map, set) mantienen las claves ordenadas. El Estándar C++11 introdujo variantes desordenadas (unordered_map) que usan una función hash para un rendimiento promedio de $O(1)$. Busca el Logotipo C++11 al utilizar estas cubetas de alto rendimiento.

TERMINALbash — 80x24

> Ready. Click "Run" to execute.

QUESTION 1

What happens when you use the subscript operator m[k] on a map if the key k does not exist?

It throws an out_of_range exception.

It returns a null pointer.

It adds a new element with key k and a value-initialized value.

The program fails to compile.

❌ Incorrect

Unlike at(), the [] operator is an insertion-on-demand mechanism.

QUESTION 2

Which of the following calls is ILLEGAL for a multiset c and a vector v?

copy(v.begin(), v.end(), inserter(c, c.end()));

copy(v.begin(), v.end(), back_inserter(c));

copy(c.begin(), c.end(), back_inserter(v));

copy(c.begin(), c.end(), inserter(v, v.end()));

✅ Correct!

Correct. back_inserter requires push_back, which associative containers like multiset do not support.

❌ Incorrect

Associative containers lack push_back, so back_inserter cannot be used with them.

QUESTION 3

Identify the correct way to define a variable to hold the result of calling find on a map<string, vector>>.

vector<int> res = m.find("key");

map<string, vector>::iterator it = m.find("key");>

pair<string, vector> p = m.find("key");>

bool found = m.find("key");

✅ Correct!

find returns an iterator to the element if found, or m.end() otherwise.

❌ Incorrect

The find method always returns an iterator, not the value or a boolean.

QUESTION 4

What is the primary advantage of using a set over a vector for storing a list of excluded words?

A set uses less memory than a vector.

A set allows for duplicate excluded words.

A set provides O(log N) lookup instead of O(N) linear search.

A set allows elements to be accessed by index.

✅ Correct!

Using exclude.find(word) on a set is significantly more efficient than std::find on a vector for large datasets.

QUESTION 5

In the expression ++word_count.insert({word, 0}).first->second;, what does first refer to?

The key of the inserted element.

The boolean indicating if insertion was successful.

An iterator to the element with the given key.

The first element in the entire map.

✅ Correct!

map::insert returns a pair where first is an iterator to the element.

❌ Incorrect

The return of insert is a pair<iterator, bool>. first is the iterator.