C++中的STL中map用法詳解

時間  2019-12-18
標籤 c++ stl map 用法 詳解 欄目 C&C++ 简体版
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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。html

一、map簡介

map是一類關聯式容器。它的特色是增長和刪除節點對迭代器的影響很小，除了那個操做節點，對其餘的節點都沒有什麼影響。ios

對於迭代器來講，能夠修改實值，而不能修改key。編程

二、map的功能

自動創建Key－value的對應。key 和 value能夠是任意你須要的類型。數組

根據key值快速查找記錄，查找的複雜度基本是Log(N)，若是有1000個記錄，最多查找10次，1,000,000個記錄，最多查找20次。app

快速插入Key -Value 記錄。less

快速刪除記錄函數

根據Key 修改value記錄。spa

遍歷全部記錄。指針

三、使用map

使用map得包含map類所在的頭文件code

#include <map>  //注意，STL頭文件沒有擴展名.h

map對象是模板類，須要關鍵字和存儲對象兩個模板參數：

std:map<int,string> personnel;

這樣就定義了一個用int做爲索引,並擁有相關聯的指向string的指針.

爲了使用方便，能夠對模板類進行一下類型定義，

typedef map<int,CString> UDT_MAP_INT_CSTRING;

UDT_MAP_INT_CSTRING enumMap;

四、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;

五、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) )

//數據的插入--第一種：用insert函數插入pair數據  
#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)  
  
       cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
  
}

第二種：用insert函數插入value_type數據，下面舉例說明

//第二種：用insert函數插入value_type數據，下面舉例說明  
  
#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));  
  
    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (2, "student_two"));  
  
    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (3, "student_three"));  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)  
  
       cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
  
}

第三種：用數組方式插入數據，下面舉例說明

//第三種：用數組方式插入數據，下面舉例說明  
  
#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent[1] = "student_one";  
  
    mapStudent[2] = "student_two";  
  
    mapStudent[3] = "student_three";  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)  
  
        cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
  
}

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：

mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));

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：

pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;

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：

//驗證插入函數的做用效果  
#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;  
  
    Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));  
  
    if(Insert_Pair.second == true)  
  
        cout<<"Insert Successfully"<<endl;  
  
    else  
  
        cout<<"Insert Failure"<<endl;  
  
    Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_two"));  
  
    if(Insert_Pair.second == true)  
  
        cout<<"Insert Successfully"<<endl;  
  
    else  
  
        cout<<"Insert Failure"<<endl;  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)  
  
       cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
  
}

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：

//驗證數組形式插入數據的效果  
  
#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;  
}

六、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();

七、數據的遍歷

這裏也提供三種方法，對map進行遍歷

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

//第二種，利用反向迭代器  
  
#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));  
  
    map<int, string>::reverse_iterator iter;  
  
    for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)  
  
        cout<<iter->first<<"  "<<iter->second<<endl;  
  
}

第三種，用數組的形式，程序說明以下：

//第三種：用數組方式，程序說明以下  
  
#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));  
  
    int nSize = mapStudent.size();  
  
//此處應注意，應該是 for(int nindex = 1; nindex <= nSize; nindex++)  
//而不是 for(int nindex = 0; nindex < nSize; nindex++)  
  
    for(int nindex = 1; nindex <= nSize; nindex++)  
  
        cout<<mapStudent[nindex]<<endl;  
  
}

八、查找並獲取map中的元素（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。

查找map中是否包含某個關鍵字條目用find()方法，傳入的參數是要查找的key，在這裏須要提到的是begin()和end()兩個成員，

分別表明map對象中第一個條目和最後一個條目，這兩個數據的類型是iterator.

程序說明：

#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));  
  
    mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    iter = mapStudent.find(1);  
  
    if(iter != mapStudent.end())  
  
       cout<<"Find, the value is "<<iter->second<<endl;  
  
    else  
  
       cout<<"Do not Find"<<endl;  
      
    return 0;  
}

經過map對象的方法獲取的iterator數據類型是一個std::pair對象，包括兩個數據 iterator->first和 iterator->second分別表明關鍵字和存儲的數據。

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：

#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent[1] = "student_one";  
  
    mapStudent[3] = "student_three";  
  
    mapStudent[5] = "student_five";  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    iter = mapStudent.lower_bound(1);  
  
    //返回的是下界1的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    iter = mapStudent.lower_bound(2);  
  
    //返回的是下界3的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    iter = mapStudent.lower_bound(3);  
  
    //返回的是下界3的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    iter = mapStudent.upper_bound(2);  
  
    //返回的是上界3的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    iter = mapStudent.upper_bound(3);  
  
    //返回的是上界5的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mappair;  
  
    mappair = mapStudent.equal_range(2);  
  
    if(mappair.first == mappair.second)  
  
        cout<<"Do not Find"<<endl;  
  
    else  
  
        cout<<"Find"<<endl;  
  
    mappair = mapStudent.equal_range(3);  
  
    if(mappair.first == mappair.second)  
  
        cout<<"Do not Find"<<endl;  
  
    else  
  
        cout<<"Find"<<endl;  
  
    return 0;  
}

九、從map中刪除元素

移除某個map中某個條目用erase（）

該成員方法的定義以下：

iterator erase（iterator it);//經過一個條目對象刪除

iterator erase（iterator first，iterator last）//刪除一個範圍

size_type erase(const Key&key);//經過關鍵字刪除

clear()就至關於

enumMap.erase(enumMap.begin(),enumMap.end());

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：

#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
       map<int, string> mapStudent;  
  
       mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));  
  
       mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));  
  
       mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));  
  
        //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  
  
       //若是要刪除1,用迭代器刪除  
  
       map<int, string>::iterator iter;  
  
       iter = mapStudent.find(1);  
  
       mapStudent.erase(iter);  
  
       //若是要刪除1，用關鍵字刪除  
  
       int n = mapStudent.erase(1);//若是刪除了會返回1，不然返回0  
  
       //用迭代器，成片的刪除  
  
       //一下代碼把整個map清空  
  
       mapStudent.erase( mapStudent.begin(), mapStudent.end() );  
  
       //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  
  
       //自個加上遍歷代碼，打印輸出吧  
  
}

十、map中的swap用法

map中的swap不是一個容器中的元素交換，而是兩個容器全部元素的交換。

十一、排序-map中的sort問題

map中的元素是自動按Key升序排序，因此不能對map用sort函數；

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：

#include <iostream>  
#include <string>  
#include <map>  
using namespace std;  
  
typedef struct tagStudentinfo  
  
{  
  
       int      niD;  
  
       string   strName;  
  
       bool operator < (tagStudentinfo const& _A) const  
  
       {     //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  
  
            if(niD < _A.niD) return true;  
  
            if(niD == _A.niD)  
  
                return strName.compare(_A.strName) < 0;  
  
        return false;  
  
       }  
  
}Studentinfo, *PStudentinfo; //學生信息  
  
int main()  
  
{  
  
    int nSize;   //用學生信息映射分數  
  
    map<Studentinfo, int>mapStudent;  
  
    map<Studentinfo, int>::iterator iter;  
  
    Studentinfo studentinfo;  
  
    studentinfo.niD = 1;  
  
    studentinfo.strName = "student_one";  
  
    mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, 90));  
  
    studentinfo.niD = 2;  
  
    studentinfo.strName = "student_two";  
  
    mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, 80));  
  
    for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)  
  
        cout<<iter->first.niD<<' '<<iter->first.strName<<' '<<iter->second<<endl;  
  
    return 0;  
}

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：

//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  
  
#include <iostream>  
  
#include <map>  
  
#include <string>  
  
using namespace std;  
  
typedef struct tagStudentinfo  
  
{  
  
       int      niD;  
  
       string   strName;  
  
}Studentinfo, *PStudentinfo; //學生信息  
  
class sort  
  
{  
  
public:  
  
    bool operator() (Studentinfo const &_A, Studentinfo const &_B) const  
  
    {  
  
        if(_A.niD < _B.niD)  
  
            return true;  
  
        if(_A.niD == _B.niD)  
  
            return _A.strName.compare(_B.strName) < 0;  
  
    return false;  
  
    }  
};  
  
int main()  
  
{   //用學生信息映射分數  
  
    map<Studentinfo, int, sort>mapStudent;  
  
    map<Studentinfo, int>::iterator iter;  
  
    Studentinfo studentinfo;  
  
    studentinfo.niD = 1;  
  
    studentinfo.strName = "student_one";  
  
    mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, 90));  
  
    studentinfo.niD = 2;  
  
    studentinfo.strName = "student_two";  
  
    mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, 80));  
  
    for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)  
  
        cout<<iter->first.niD<<' '<<iter->first.strName<<' '<<iter->second<<endl;  
}

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 很費內存了吧，不說了……

十二、map的基本操做函數：

C++ maps是一種關聯式容器，包含「關鍵字/值」對

begin()         返回指向map頭部的迭代器

clear(）        刪除全部元素

count()         返回指定元素出現的次數

empty()         若是map爲空則返回true

end()           返回指向map末尾的迭代器

equal_range()   返回特殊條目的迭代器對

erase()         刪除一個元素

find()          查找一個元素

get_allocator() 返回map的配置器

insert()        插入元素

key_comp()      返回比較元素key的函數

lower_bound()   返回鍵值>=給定元素的第一個位置

max_size()      返回能夠容納的最大元素個數

rbegin()        返回一個指向map尾部的逆向迭代器

rend()          返回一個指向map頭部的逆向迭代器

size()          返回map中元素的個數

swap()           交換兩個map

upper_bound()    返回鍵值>給定元素的第一個位置

value_comp()     返回比較元素value的函數

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