C++ Primer, Bản thứ năm: Vượt qua Tìm kiếm Tuyến tính: Sức mạnh của Các Container Liên kết

Hãy tưởng tượng một thư viện nơi các cuốn sách không được xếp theo ngày đến, mà theo một Khóa Chung. Đây chính là sự thay đổi mô hình từ tuần tự sang Các Container Liên kết. Thay vì quét tuyến tính một vector tuyến tính ($O(N)$), chúng ta sử dụng một map hoặc set để đạt được tìm kiếm thời gian logarit ($O(\log n)$).

1. Bản chất của Liên kết

Trong một map, chúng ta lưu trữ cặp khóa-giá trị. Khóa đóng vai trò như một chỉ số có thể là chuỗi, đối tượng tùy chỉnh hoặc bất kỳ kiểu nào hỗ trợ Sắp xếp Yếu nghiêm ngặt. Một set, ngược lại, chỉ lưu trữ các khóa duy nhất, làm cho nó trở thành công cụ lý tưởng để kiểm tra thành viên hoặc lọc dữ liệu.

2. Có thứ tự vs. Không có thứ tự

Các container chuẩn (map, set) giữ các khóa được sắp xếp. Chuẩn C++11 giới thiệu các biến thể không có thứ tự (unordered_map) sử dụng một hàm băm để đạt hiệu suất trung bình $O(1)$. Hãy tìm kiếm dấu hiệu Biểu tượng C++11 khi sử dụng các kho chứa hiệu năng cao này.

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.