C++ STL map

時間  2019-12-12
標籤 c++ stl map 欄目 C&C++ 简体版
原文   原文鏈接

以前寫過一篇關於map容器的一篇博客，可是隻有一些基礎操做，後來我在CSDN上看到了一位大佬寫的博客因而轉載過來了。ios

做者大大的博客https://blog.csdn.net/sunshinewave/article/details/8067862編程

—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————數組

 

map是STL的一個關聯容器，它提供一對一（其中第一個能夠稱爲關鍵字，每一個關鍵字只能在map中出現一次，第二個可能稱爲該關鍵字的值）的數據處理能力，因爲這個特性，它完成有可能在咱們處理一對一數據的時候，在編程上提供快速通道。這裏說下map內部數據的組織，map內部自建一顆紅黑樹(一種非嚴格意義上的平衡二叉樹)，這顆樹具備對數據自動排序的功能，因此在map內部全部的數據都是有序的，後邊咱們會見識到有序的好處。less

下面舉例說明什麼是一對一的數據映射。好比一個班級中，每一個學生的學號跟他的姓名就存在着一一映射的關係，這個模型用map可能輕易描述，很明顯學號用int描述，姓名用字符串描述(本篇文章中不用char *來描述字符串，而是採用STL中string來描述),下面給出map描述代碼： 
map<int, string> mapStudent;
 

1.map的構造函數

map共提供了6個構造函數，這塊涉及到內存分配器這些東西，略過不表，在下面咱們將接觸到一些map的構造方法，這裏要說下的就是，咱們一般用以下方法構造一個map： 
map<int, string> mapStudent;

2.數據的插入

在構造map容器後，咱們就能夠往裏面插入數據了。這裏講三種插入數據的方法：
第一種：用insert函數插入pair數據，下面舉例說明(如下代碼雖然是隨手寫的，應該能夠在VC和GCC下編譯經過，你們能夠運行下看什麼效果，在VC下請加入這條語句，屏蔽4786警告  #pragma warning (disable:4786) ) 
 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;//pair<int,string>p;p=make_pair(v1,v2); 
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        map<int, string>::iterator  iter;
12        for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
13        {
14           cout<<iter->first<<"  "<<iter->second<<endl;
15        }
16 }
1 make_pair()//返回類型爲對應的pair類型
2 無需寫出類別，就能夠生成一個pair對象
3 例：
4 make_pair(1,'@')
5 而沒必要費力的寫成
6 pair<int ,char>(1,'@')

第二種：用insert函數插入value_type數據，下面舉例說明函數

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (3, "student_three"));
11        map<int, string>::iterator  iter;
12        for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
13        {
14            cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
15        }
16 }

第三種：用數組方式插入數據，下面舉例說明ui

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent[1] =  "student_one";
 9        mapStudent[2] =  "student_two";
10        mapStudent[3] =  "student_three";
11        map<int, string>::iterator  iter;
12        for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
13        {
14           cout<<iter->first<<"   "<<iter->second<<endl;
15        }
16 }

以上三種用法，雖然均可以實現數據的插入，可是它們是有區別的，固然了第一種和第二種在效果上是完成同樣的，用insert函數插入數據，在數據的插入上涉及到集合的惟一性這個概念，即當map中有這個關鍵字時，insert操做是插入數據不了的，可是用數組方式就不一樣了，它能夠覆蓋之前該關鍵字對應的值，用程序說明spa

1 mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));
2 mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_two"));
上面這兩條語句執行後，map中1這個關鍵字對應的值是"student_one"，第二條語句並無生效，那麼這就涉及到咱們怎麼知道insert語句是否插入成功的問題了，能夠用pair來得到是否插入成功，程序以下
  
1 Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;
2 Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));
咱們經過pair的第二個變量來知道是否插入成功，它的第一個變量返回的是一個map的迭代器，若是插入成功的話Insert_Pair.second應該是true的，不然爲false。
下面給出完成代碼，演示插入成功與否問題 
 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;
 9        Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
10        If(Insert_Pair.second == true)
11        {
12              cout<<"Insert Successfully"<<endl;
13        }
14        Else
15        {
16               cout<<"Insert Failure"<<endl;
17        }
18        Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_two"));
19        If(Insert_Pair.second == true)
20        {
21               cout<<"Insert Successfully"<<endl;
22        }
23        Else
24        {
25               cout<<"Insert Failure"<<endl;
26        }
27        map<int, string>::iterator  iter;
28        for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
29        {
30             cout<<iter->first<<"   "<<iter->second<<endl;
31        }
32 }

你們能夠用以下程序，看下用數組插入在數據覆蓋上的效果.net

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
       map<int, string> mapStudent;
       mapStudent[1] =  "student_one";
       mapStudent[1] =  "student_two";
       mapStudent[2] =  "student_three";
       map<int, string>::iterator  iter;
       for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
       {
          cout<<iter->first<<"   "<<iter->second<<endl;
       }
}
 

3.map的大小

在往map裏面插入了數據，咱們怎麼知道當前已經插入了多少數據呢，能夠用size函數，用法以下：

int nSize = mapStudent.size();

4.數據的遍歷

這裏也提供三種方法，對map進行遍
第一種：應用前向迭代器，上面舉例程序中處處都是了，略過不表
第二種：應用反相迭代器，下面舉例說明，要體會效果，請自個動手運行程序 
 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        map<int, string>::reverse_iterator  iter;
12        for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)
13        {
14           cout<<iter->first<<"   "<<iter->second<<endl;
15        }
16 }

 

第三種：用數組方式，程序說明以下指針

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        int nSize = mapStudent.size()
12 //此處有誤，應該是 for(int nIndex = 1; nIndex <= nSize; nIndex++) 
13 //by rainfish
14        for(int nIndex = 0; nIndex < nSize; nIndex++)
15        {
16            cout<<mapStudent[nIndex]<<end;
17        }
18 }

 

5.數據的查找（包括斷定這個關鍵字是否在map中出現）

在這裏咱們將體會，map在數據插入時保證有序的好處。
要斷定一個數據（關鍵字）是否在map中出現的方法比較多，這裏標題雖然是數據的查找，在這裏將穿插着大量的map基本用法。
這裏給出三種數據查找方法
第一種：用count函數來斷定關鍵字是否出現，其缺點是沒法定位數據出現位置,因爲map的特性，一對一的映射關係，就決定了count函數的返回值只有兩個，要麼是0，要麼是1，出現的狀況，固然是返回1了
第二種：用find函數來定位數據出現位置，它返回的一個迭代器，當數據出現時，它返回數據所在位置的迭代器，若是map中沒有要查找的數據，它返回的迭代器等於end函數返回的迭代器，程序說明 
 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        map<int, string>::iterator iter;
12        iter = mapStudent.find(1);
13        if(iter != mapStudent.end())
14       {
15            cout<<"Find, the value is "<<iter->second<<endl;
16        }
17        Else
18        {
19            cout<<"Do not Find"<<endl;
20        }
21 }

 

第三種：這個方法用來斷定數據是否出現，是顯得笨了點，可是，我打算在這裏講解
Lower_bound函數用法，這個函數用來返回要查找關鍵字的下界(是一個迭代器)
Upper_bound函數用法，這個函數用來返回要查找關鍵字的上界(是一個迭代器)
例如：map中已經插入了1，2，3，4的話，若是lower_bound(2)的話，返回的2，而upper-bound（2）的話，返回的就是3
Equal_range函數返回一個pair，pair裏面第一個變量是Lower_bound返回的迭代器，pair裏面第二個迭代器是Upper_bound返回的迭代器，若是這兩個迭代器相等的話，則說明map中不出現這個關鍵字，程序說明 
 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent[1] =  "student_one";
 9        mapStudent[3] =  "student_three";
10        mapStudent[5] =  "student_five";
11        map<int, string>::iterator  iter;
12        iter = mapStudent.lower_bound(2);
13       {
14        //返回的是下界3的迭代器
15        cout<<iter->second<<endl;
16        }
17        iter = mapStudent.lower_bound(3);
18        {
19        //返回的是下界3的迭代器
20        cout<<iter->second<<endl;
21        }
22         iter = mapStudent.upper_bound(2);
23        {
24        //返回的是上界3的迭代器
25         cout<<iter->second<<endl;
26        }
27        iter = mapStudent.upper_bound(3);
28       {
29        //返回的是上界5的迭代器
30        cout<<iter->second<<endl;
31 }
32       Pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mapPair;
33       mapPair = mapStudent.equal_range(2);
34       if(mapPair.first == mapPair.second)
35       {
36           cout<<"Do not Find"<<endl;
37        }
38        Else
39        {
40             cout<<"Find"<<endl;
41         }
42        mapPair = mapStudent.equal_range(3);
43        if(mapPair.first == mapPair.second)
44        {
45             cout<<"Do not Find"<<endl;
46         }
47        Else
48        {
49            cout<<"Find"<<endl;
50        }
51 }
 

6.  數據的清空與判空

清空map中的數據能夠用clear()函數，斷定map中是否有數據能夠用empty()函數，它返回true則說明是空map

7.  數據的刪除

這裏要用到erase函數，它有三個重載了的函數，下面在例子中詳細說明它們的用法

 

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        //若是你要演示輸出效果，請選擇如下的一種，你看到的效果會比較好
12        //若是要刪除1,用迭代器刪除
13        map<int, string>::iterator iter;
14        iter = mapStudent.find(1);
15        mapStudent.erase(iter);
16        //若是要刪除1，用關鍵字刪除
17        int n = mapStudent.erase(1);//若是刪除了會返回1，不然返回0
18        //用迭代器，成片的刪除
19        //一下代碼把整個map清空
20        mapStudent.earse(mapStudent.begin(), mapStudent.end());
21        //成片刪除要注意的是，也是STL的特性，刪除區間是一個前閉後開的集合
22      //自個加上遍歷代碼，打印輸出吧
23 }

 

8.其餘一些函數用法

這裏有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函數，感受到這些函數在編程用的不是不少，略過不表，有興趣的話能夠自個研究

9.排序

這裏要講的是一點比較高深的用法了,排序問題，STL中默認是採用小於號來排序的，以上代碼在排序上是不存在任何問題的，由於上面的關鍵字是int型，它自己支持小於號運算，在一些特殊狀況，好比關鍵字是一個結構體，涉及到排序就會出現問題，由於它沒有小於號操做，insert等函數在編譯的時候過不去，下面給出兩個方法解決這個問題
第一種：小於號重載，程序舉例
  
 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 uing namespace std;
 4 Typedef struct tagStudentInfo
 5 {
 6        int      nID;
 7        String   strName;
 8 }StudentInfo, *PStudentInfo;  //學生信息
 9 int main()
10 {
11        int nSize;
12        //用學生信息映射分數
13        map<StudentInfo, int>mapStudent;
14        map<StudentInfo, int>::iterator iter;
15        StudentInfo studentInfo;
16        studentInfo.nID = 1;
17        studentInfo.strName = "student_one"
18        mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));
19        studentInfo.nID = 2;
20        studentInfo.strName = "student_two";
21        mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));
22        for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
23          cout<<iter->first.nID<<endl<<iter->first.strName<<endl<<iter->second<<endl;
24 }

 

以上程序是沒法編譯經過的，只要重載小於號，就OK了，以下：code

 1 Typedef struct tagStudentInfo
 2 {
 3        int      nID;
 4        String   strName;
 5        Bool operator < (tagStudentInfo const& _A) const
 6        {
 7               //這個函數指定排序策略，按nID排序，若是nID相等的話，按strName排序
 8               If(nID < _A.nID)  return true;
 9               If(nID == _A.nID) return strName.compare(_A.strName) < 0;
10               Return false;
11        }
12 }StudentInfo, *PStudentInfo;  //學生信息

 

第二種：仿函數的應用，這個時候結構體中沒有直接的小於號重載，程序說明

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 using namespace std;
 4 Typedef struct tagStudentInfo
 5 {
 6        int      nID;
 7        String   strName;
 8 }StudentInfo, *PStudentInfo;  //學生信息
 9 class sort
10 {
11        Public:
12        Bool operator() (StudentInfo const &_A, StudentInfo const &_B) const
13        {
14               If(_A.nID < _B.nID) return true;
15               If(_A.nID == _B.nID) return _A.strName.compare(_B.strName) < 0;
16               Return false;
17        }
18 };
19 int main()
20 {
21        //用學生信息映射分數
22        map<StudentInfo, int, sort>mapStudent;
23        StudentInfo studentInfo;
24        studentInfo.nID = 1;
25        studentInfo.strName = "student_one";
26        mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));
27        studentInfo.nID = 2;
28        studentInfo.strName = "student_two";
29        mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));
30 }

 

10.另外

因爲STL是一個統一的總體，map的不少用法都和STL中其它的東西結合在一塊兒，好比在排序上，這裏默認用的是小於號，即less<>，若是要從大到小排序呢，這裏涉及到的東西不少，在此沒法一一加以說明。
還要說明的是，map中因爲它內部有序，由紅黑樹保證，所以不少函數執行的時間複雜度都是log2N的，若是用map函數能夠實現的功能，而STL  Algorithm也能夠完成該功能，建議用map自帶函數，效率高一些。
下面說下，map在空間上的特性，不然，估計你用起來會有時候表現的比較鬱悶，因爲map的每一個數據對應紅黑樹上的一個節點，這個節點在不保存你的數據時，是佔用16個字節的，一個父節點指針，左右孩子指針，還有一個枚舉值（標示紅黑的，至關於平衡二叉樹中的平衡因子），我想你們應該知道，這些地方很費內存了。
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