map自定義鍵值類型

map自定義鍵值類型

 

改變Map的默認比較方式

https://www.cnblogs.com/zjfdlut/archive/2011/08/12/2135698.html

 

你們知道，STL中的map底層是用紅黑樹實現的，其泛型原型以下：

template <class _Key, class _Tp, class _Compare, class _Alloc>
class map {
              ......
              }

其中_Key表示比較的鍵(key)，_Tp表示值(value)，_Compare表示比較方式，_Alloc表示內存分配器。

通常咱們在寫map的時候老是相似於寫出以下代碼：

map<int, char*>* my_map = new map<int, char*>;

表示鍵爲int類型，值爲字符串類型。這裏之因此不對_Compare和_Alloc加以限制，是由於int是C++內置類型，有默認比較方式，_Alloc也採用STL的

默認的內存方案。可是若是有以下結構體：

struct Term{
    char* str;
    int   hashCode;
};

如今咱們要將該Term做爲map的鍵，並假設Term所對應的值爲Term出現的頻率(int型)，那麼能不能這樣寫：

map<Term, int>* my_map = new map<Term, int>;

顯然這樣寫map是沒法正常運做的，緣由是struct Term並不是C++的內置類型，默認不知道如何去比較它。這時候就須要修改map的默認比較方式：

template <class T>
struct Compare
{
  int operator()(const T& x, const T& k) const{
    if(x.hashCode >= k.hashCode) return 0;
    else return 1;
  }
};

這裏採用的是函數對象(function object)的方式去加載map的比較方式，表示使用Term的hashCode做爲比較方式，以對紅黑樹進行查找、插入等操做。

這樣咱們就能夠把map寫成下面的形式：

map<Term, int, Compare<Term> >* my_map = new map<Term, int, Compare<Term> >;

這樣map就能夠正常運做了，好比進行插入操做：

Term my_term;
my_map->insert(make_pair(my_term, 1));

可是上面的struct Compare爲何要寫成這樣的形式，寫成這樣行不行：

template <class T>
struct Compare
{
  int operator()(const T& x, const T& k) const{
    if(x.hashCode >= k.hashCode) return 1;
    else return 0;
  }
};

這是不行的。爲何不行，首先來看一看map中find的源代碼：

template <class _Key, class _Value, class _KeyOfValue, 
          class _Compare, class _Alloc>
typename _Rb_tree<_Key,_Value,_KeyOfValue,_Compare,_Alloc>::iterator 
_Rb_tree<_Key,_Value,_KeyOfValue,_Compare,_Alloc>::find(const _Key& __k)
{
  _Link_type __y = _M_header;      // Last node which is not less than __k. 
  _Link_type __x = _M_root();      // Current node. 

  while (__x != 0) 
    if (!_M_key_compare(_S_key(__x), __k))
      __y = __x, __x = _S_left(__x);
    else
      __x = _S_right(__x);

  iterator __j = iterator(__y);   
  return (__j == end() || _M_key_compare(__k, _S_key(__j._M_node))) ? end() : __j;
}

上面的代碼中_M_key_compare就表示咱們的那個比較函數對象，_S_key(__x)表示取__x節點的key，並和__k比較。

if (!_M_key_compare(_S_key(__x), __k))
      __y = __x, __x = _S_left(__x);

表示若是_S_key(__x) >= __k即，若是節點的key大於或等於查找的key那麼就__x就等於它的左子節點，不然就爲右子節點。

但爲何等於的時候不直接返回呢，卻在繼續查找？舉個例子來講：

若是咱們要查找key爲10的節點是否在樹中時，首先從根節點開始查找，因爲8<10，這時_M_key_compare返回1，那麼此時，

轉向root的右子樹，而後因爲10==10，_M_key_compare返回0，這時轉向左子樹，但左子樹是空的，循環中止。

return (__j == end() || _M_key_compare(__k, _S_key(__j._M_node))) ? end() : __j;

因爲此時__j表示"10"這個節點(實際上是個迭代器)，因爲__k爲10，而__j._M_node的key爲10，_M_key_compare返回0，有三元運算符可知，

此時返回是__j，即表示找到了。所以咱們的比較函數對象必需寫成：

當節點鍵大於等於所要查找或插入的鍵時，返回0(false)，反之爲1(true)，這是由內部源代碼所決定的。

 

map自定義鍵值類型

原文：https://blog.csdn.net/y109y/article/details/82901710 

 

1. map定義
map是STL裏的一個模板類，用來存放<key, value>鍵值對的數據結構，它的定義以下。

template < class Key,                                   //map::key_tpe
           class T,                                     //map::mapped_type
           class Compare = less<Key>,                   //map::key_compare
           class Alloc = allocator<pair<const Key, T>>  //map::allocator_type
           > class map;

 

第1個參數存儲了key。

第2個參數存儲了mapped value。

第3個參數是比較函數的函數對象。map用它來判斷兩個key的大小，並返回bool類型的結果。利用這個函數，map能夠肯定元素在容器中遵循的順序以及兩個元素鍵是否相等（！comp（a，b）&&！comp（b，a）），確保map中沒有兩個元素能夠具備等效鍵。這裏，它的默認值是less<Key>，定義以下。

template <class T> 
struct less { bool operator() (const T& x, const T& y) const {return x < y;} typedef T first_argument_type; typedef T second_argument_type; typedef bool result_type; };

 

第4個參數是用來定義存儲分配模型的。

 

2. 簡單方法: 重載operator<()操做符
在咱們插入<key, value>時，map會先經過比較函數地函數對象來比對key的大小，而後根據比對結果進行有序存儲。c++標準庫中，map比較函數的函數對象不可避免地會用到’<'運算，所以一種方法就是直接在自定義類裏重載operator<()操做符，以下所示。

#include <iostream> #include <map> #include <string>
using namespace std; class Person{ public: string name; int age; Person(string n, int a){ name = n; age = a; } bool operator<(const Person &p) const //注意這裏的兩個const
 { return (age < p.age) || (age == p.age && name.length() < p.name.length()) ; } }; int main(int argc, char* argv[]){ map<Person, int> group; group[Person("Mark", 17)] = 40561; group[Person("Andrew",18)] = 40562; for (auto ii = group.begin() ; ii != group.end() ; ii++) cout << ii->first.name << " " << ii->first.age << " : " << ii->second << endl; return 0; }

 

這裏，咱們須要注意的是，在重載operator<(){}時，不管是參數仍是整個函數的const都不能少。參照less<Key>的定義，less的參數和函數總體都是const，那麼被調用的operator<()必然也是同等要求。

 

3. 其它方法：比較函數的函數對象
若是不重載operator<()是否是就不行了？固然不是。除了直接重載operator<()，咱們能夠直接自定義比較函數的函數對象。

首先簡要介紹一下函數對象的概念：在《C++ Primer Plus》裏面，函數對象是能夠以函數方式與()結合使用的任意對象。這包括函數名、指向函數的指針和重載了「operator()」操做符的類對象。基於此，咱們提出3種定義方法。

 

3.1 方法1: 利用std::function
方法1利用std::function。它是一種通用、多態、類型安全的函數封裝，其實例能夠對任何可調用目標實體（包括普通函數、Lambda表達式、函數指針、以及其它函數對象等）進行存儲、複製和調用操做，方法以下。

 

#include <iostream> #include <map> #include <string> #include <functional>
using namespace std; class Person{ public: string name; int age; Person(string n, int a){ name = n; age = a; } }; bool MyCompare(const Person &p1, const Person &p2) {//普通的函數
    return (p1.age < p2.age) || (p1.age == p2.age && p1.name.length() < p2.name.length()); } int main(int argc, char* argv[]){ map<Person, int, function<bool(const Person &, const Person &)>> group(MyCompare); //須要在構造函數中指明
    group[Person("Mark", 17)] = 40561; group[Person("Andrew",18)] = 40562; for ( auto ii = group.begin() ; ii != group.end() ; ii++ ) cout << ii->first.name << " " << ii->first.age << " : " << ii->second << endl; return 0; }

 

咱們利用std::function爲MyCompare()構建函數實例。初始化時，這個函數實例就會被分配那個指向MyCompare()的指針。所以，在對group進行申明時，須要構造函數指明函數實例。

另外，c++11增長了一個新的關鍵詞decltype，它能夠直接獲取自定義哈希函數的類型，並把它做爲參數傳送。所以，group的聲明能夠以下修改。

map<Person, int, decltype(&MyCompare)> group(MyCompare);

 

3.2 方法2: 重載operator()的類
方法2就是利用重載operator()的類，將比較函數打包成能夠直接調用的類。

#include <iostream> #include <map> #include <string>
using namespace std; class Person{ public: string name; int age; Person(string n, int a){ name = n; age = a; } }; struct MyCompare{  //Function Object
    bool operator()(const Person &p1, const Person &p2) const{ return (p1.age < p2.age) || (p1.age == p2.age && p1.name.length() < p2.name.length()); } }; int main(int argc, char* argv[]){ map<Person, int, MyCompare> group; group[Person("Mark", 17)] = 40561; group[Person("Andrew",18)] = 40562; for ( auto ii = group.begin() ; ii != group.end() ; ii++ ) cout << ii->first.name << " " << ii->first.age << " : " << ii->second << endl; return 0; }

 

值得注意的是，這時group的聲明再也不須要將函數對象的引用傳入構造器裏。由於map會追蹤類定義，當須要比較時，它能夠動態地構造對象並傳遞數據。

 

3.3 方法3: less函數的模板定製
前面幾種方法，不管咱們怎麼定義，在聲明group的時候都須要指定第3個參數，有什麼方法是須要指定的呢？固然有啦。

經過map的定義可知，第三個參數的默認值是less<key>。顯而易見，less<key>屬於模板類。那麼，咱們能夠對它進行模板定製，以下所示。

#include <iostream> #include <map> #include <string>
using namespace std; class Person{ public: string name; int age; Person(string n, int a){ name = n; age = a; } }; template <> //function-template-specialization
    struct less<Person>{ public : bool operator()(const Person &p1, const Person &p2) const { return (p1.age < p2.age) || (p1.age == p2.age && p1.name.length() < p2.name.length()); } }; int main(int argc, char* argv[]){ map<Person, int> group; //無需指定第三個參數啦
    group[Person("Mark", 17)] = 40561; group[Person("Andrew",18)] = 40562; for ( auto ii = group.begin() ; ii != group.end() ; ii++ ) cout << ii->first.name << " " << ii->first.age << " : " << ii->second << endl; return 0; }

 

================ End