C++中的STL中map用法详解

Map是STL的一个关联容器,它提供一对一(其中第一个可以称为关键字,每个关键字只能在map中出现一次,第二个可能称为该关键字的值)的数据 处理能力,由于这个特性,它完成有可能在我们处理一对一数据的时候,在编程上提供快速通道。这里说下map内部数据的组织,map内部自建一颗红黑树(一 种非严格意义上的平衡二叉树),这颗树具有对数据自动排序的功能,所以在map内部所有的数据都是有序的,后边我们会见识到有序的好处。

1、map简介

map是一类关联式容器。它的特点是增加和删除节点对迭代器的影响很小,除了那个操作节点,对其他的节点都没有什么影响。

对于迭代器来说,可以修改实值,而不能修改key。

2、map的功能

自动建立Key - value的对应。key 和 value可以是任意你需要的类型。

根据key值快速查找记录,查找的复杂度基本是Log(N),如果有1000个记录,最多查找10次,1,000,000个记录,最多查找20次。

快速插入Key -Value 记录。

快速删除记录

根据Key 修改value记录。

遍历所有记录。

3、使用map

使用map得包含map类所在的头文件

include

//注意,STL头文件没有扩展名.h

map对象是模板类,需要关键字和存储对象两个模板参数:

std:map<int,string> personnel;

这样就定义了一个用int作为索引,并拥有相关联的指向string的指针.

为了使用方便,可以对模板类进行一下类型定义,

typedefmap<int,CString> UDT_MAP_INT_CSTRING;

UDT_MAP_INT_CSTRING enumMap;

4、map的构造函数

map共提供了6个构造函数,这块涉及到内存分配器这些东西,略过不表,在下面我们将接触到一些map的构造方法,这里要说下的就是,我们通常用如下方法构造一个map:

map mapStudent;

5、数据的插入

在构造map容器后,我们就可以往里面插入数据了。这里讲三种插入数据的方法:

第一种:用insert函数插入pair数据,下面举例说明(以下代码虽然是随手写的,应该可以在VC和GCC下编译通过,大家可以运行下看什么效果,在VC下请加入这条语句,屏蔽4786警告 #pragma warning (disable:4786) )
[cpp] view plaincopy
1. //数据的插入--第一种:用insert函数插入pair数据
2. #include


3.
4. #include
5.
6. #include
7.
8. usingnamespace std;
9.
10. int main()
11.
12. {
13.
14. map<int, string> mapStudent;
15.
16. mapStudent.insert(pair<int, string>(1,"student_one"));
17.
18. mapStudent.insert(pair<int, string>(2,"student_two"));
19.
20. mapStudent.insert(pair<int, string>(3,"student_three"));
21.
22. map<int, string>::iterator iter;
23.
24. for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
25.
26. cout<first<<' '<second<<endl;
27.
28. }

第二种:用insert函数插入value_type数据,下面举例说明
[cpp] view plaincopy
1. //第二种:用insert函数插入value_type数据,下面举例说明
2.
3. #include


4.
5. #include
6.
7. #include
8.
9. usingnamespace std;
10.
11. int main()
12.
13. {
14.
15. map<int, string> mapStudent;
16.
17. mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1,"student_one"));
18.
19. mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (2,"student_two"));
20.
21. mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (3,"student_three"));
22.
23. map<int, string>::iterator iter;
24.
25. for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
26.
27. cout<first<<' '<second<<endl;
28.
29. }


第三种:用数组方式插入数据,下面举例说明
[cpp] view plaincopy
1. //第三种:用数组方式插入数据,下面举例说明
2.
3. #include


4.
5. #include
6.
7. #include
8.
9. usingnamespace std;
10.
11. int main()
12.
13. {
14.
15. map<int, string> mapStudent;
16.
17. mapStudent[1] ="student_one";
18.
19. mapStudent[2] ="student_two";
20.
21. mapStudent[3] ="student_three";
22.
23. map<int, string>::iterator iter;
24.
25. for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
26.
27. cout<first<<' '<second<<endl;
28.
29. }

以上三种用法,虽然都可以实现数据的插入,但是它们是有区别的,当然了第一种和第二种在效果上是完成一样的,用insert函数插入数据,在数据的 插入上涉及到集合的唯一性这个概念,即当map中有这个关键字时,insert操作是插入数据不了的,但是用数组方式就不同了,它可以覆盖以前该关键字对 应的值,用程序说明

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

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

上面这两条语句执行后,map中1这个关键字对应的值是“student_one”,第二条语句并没有生效,那么这就涉及到我们怎么知道insert语句是否插入成功的问题了,可以用pair来获得是否插入成功,程序如下

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

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

我们通过pair的第二个变量来知道是否插入成功,它的第一个变量返回的是一个map的迭代器,如果插入成功的话Insert_Pair.second应该是true的,否则为false。

下面给出完成代码,演示插入成功与否问题
[cpp] view plaincopy
1. //验证插入函数的作用效果
2. #include


3.
4. #include
5.
6. #include
7.
8. usingnamespace std;
9.
10. int main()
11.
12. {
13.
14. map<int, string> mapStudent;
15.
16. pair<map<int, string>::iterator,bool> Insert_Pair;
17.
18. Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1,"student_one"));
19.
20. if(Insert_Pair.second ==true)
21.
22. cout<<"Insert Successfully"<<endl;
23.
24. else
25.
26. cout<<"Insert Failure"<<endl;
27.
28. Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1,"student_two"));
29.
30. if(Insert_Pair.second ==true)
31.
32. cout<<"Insert Successfully"<<endl;
33.
34. else
35.
36. cout<<"Insert Failure"<<endl;
37.
38. map<int, string>::iterator iter;
39.
40. for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
41.
42. cout<first<<' '<second<<endl;
43.
44. }


大家可以用如下程序,看下用数组插入在数据覆盖上的效果
[cpp] view plaincopy
1. //验证数组形式插入数据的效果
2.
3. #include


4.
5. #include
6.
7. #include
8.
9. usingnamespace std;
10.
11. int main()
12.
13. {
14.
15. map<int, string> mapStudent;
16.
17. mapStudent[1] ="student_one";
18.
19. mapStudent[1] ="student_two";
20.
21. mapStudent[2] ="student_three";
22.
23. map<int, string>::iterator iter;
24.
25. for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
26.
27. cout<first<<' '<second<<endl;
28. }

6、 map的大小

在往map里面插入了数据,我们怎么知道当前已经插入了多少数据呢,可以用size函数,用法如下:

Int nSize = mapStudent.size();

7、 数据的遍历

这里也提供三种方法,对map进行遍历

第一种:应用前向迭代器,上面举例程序中到处都是了,略过不表

第二种:应用反相迭代器,下面举例说明,要体会效果,请自个动手运行程序
[cpp] view plaincopy
1. //第二种,利用反向迭代器
2.
3. #include


4.
5. #include
6.
7. #include
8.
9. usingnamespace std;
10.
11. int main()
12.
13. {
14.
15. map<int, string> mapStudent;
16.
17. mapStudent.insert(pair<int, string>(1,"student_one"));
18.
19. mapStudent.insert(pair<int, string>(2,"student_two"));
20.
21. mapStudent.insert(pair<int, string>(3,"student_three"));
22.
23. map<int, string>::reverse_iterator iter;
24.
25. for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)
26.
27. cout<first<<" "<second<<endl;
28.
29. }

第三种,用数组的形式,程序说明如下:
[cpp] view plaincopy
1. //第三种:用数组方式,程序说明如下
2.
3. #include


4.
5. #include
6.
7. #include
8.
9. usingnamespace std;
10.
11. int main()
12.
13. {
14.
15. map<int, string> mapStudent;
16.
17. mapStudent.insert(pair<int, string>(1,"student_one"));
18.
19. mapStudent.insert(pair<int, string>(2,"student_two"));
20.
21. mapStudent.insert(pair<int, string>(3,"student_three"));
22.
23. int nSize = mapStudent.size();
24.
25. //此处应注意,应该是 for(int nindex = 1; nindex <= nSize; nindex++)
26. //而不是 for(int nindex = 0; nindex < nSize; nindex++)
27.
28. for(int nindex = 1; nindex <= nSize; nindex++)
29.
30. cout<<mapStudent[nindex]<<endl;
31.
32. }

8、 查找并获取map中的元素(包括判定这个关键字是否在map中出现)

在这里我们将体会,map在数据插入时保证有序的好处。

要判定一个数据(关键字)是否在map中出现的方法比较多,这里标题虽然是数据的查找,在这里将穿插着大量的map基本用法。

这里给出三种数据查找方法

第一种:用count函数来判定关键字是否出现,其缺点是无法定位数据出现位置,由于map的特性,一对一的映射关系,就决定了count函数的返回值只有两个,要么是0,要么是1,出现的情况,当然是返回1了

第二种:用find函数来定位数据出现位置,它返回的一个迭代器,当数据出现时,它返回数据所在位置的迭代器,如果map中没有要查找的数据,它返回的迭代器等于end函数返回的迭代器。

查找map中是否包含某个关键字条目用find()方法,传入的参数是要查找的key,在这里需要提到的是begin()和end()两个成员,

分别代表map对象中第一个条目和最后一个条目,这两个数据的类型是iterator.

程序说明
[cpp] view plaincopy
1. #include


2.
3. #include
4.
5. #include
6.
7. usingnamespace std;
8.
9. int main()
10.
11. {
12.
13. map<int, string> mapStudent;
14.
15. mapStudent.insert(pair<int, string>(1,"student_one"));
16.
17. mapStudent.insert(pair<int, string>(2,"student_two"));
18.
19. mapStudent.insert(pair<int, string>(3,"student_three"));
20.
21. map<int, string>::iterator iter;
22.
23. iter = mapStudent.find(1);
24.
25. if(iter != mapStudent.end())
26.
27. cout<<"Find, the value is "<second<<endl;
28.
29. else
30.
31. cout<<"Do not Find"<<endl;
32.
33. return 0;
34. }



通过map对象的方法获取的iterator数据类型是一个std::pair对象,包括两个数据 iterator->first和 iterator->second分别代表关键字和存储的数据。

第三种:这个方法用来判定数据是否出现,是显得笨了点,但是,我打算在这里讲解

lower_bound函数用法,这个函数用来返回要查找关键字的下界(是一个迭代器)

upper_bound函数用法,这个函数用来返回要查找关键字的上界(是一个迭代器)

例如:map中已经插入了1,2,3,4的话,如果lower_bound(2)的话,返回的2,而upper-bound(2)的话,返回的就是3

Equal_range函数返回一个pair,pair里面第一个变量是Lower_bound返回的迭代器,pair里面第二个迭代器是Upper_bound返回的迭代器,如果这两个迭代器相等的话,则说明map中不出现这个关键字,

程序说明
[cpp] view plaincopy
1. #include


2.
3. #include
4.
5. #include
6.
7. usingnamespace std;
8.
9. int main()
10.
11. {
12.
13. map<int, string> mapStudent;
14.
15. mapStudent[1] ="student_one";
16.
17. mapStudent[3] ="student_three";
18.
19. mapStudent[5] ="student_five";
20.
21. map<int, string>::iterator iter;
22.
23. iter = mapStudent.lower_bound(1);
24.
25. //返回的是下界1的迭代器
26.
27. cout<second<<endl;
28.
29. iter = mapStudent.lower_bound(2);
30.
31. //返回的是下界3的迭代器
32.
33. cout<second<<endl;
34.
35. iter = mapStudent.lower_bound(3);
36.
37. //返回的是下界3的迭代器
38.
39. cout<second<<endl;
40.
41. iter = mapStudent.upper_bound(2);
42.
43. //返回的是上界3的迭代器
44.
45. cout<second<<endl;
46.
47. iter = mapStudent.upper_bound(3);
48.
49. //返回的是上界5的迭代器
50.
51. cout<second<<endl;
52.
53. pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mappair;
54.
55. mappair = mapStudent.equal_range(2);
56.
57. if(mappair.first == mappair.second)
58.
59. cout<<"Do not Find"<<endl;
60.
61. else
62.
63. cout<<"Find"<<endl;
64.
65. mappair = mapStudent.equal_range(3);
66.
67. if(mappair.first == mappair.second)
68.
69. cout<<"Do not Find"<<endl;
70.
71. else
72.
73. cout<<"Find"<<endl;
74.
75. return 0;
76. }



9、 从map中删除元素

移除某个map中某个条目用erase()

该成员方法的定义如下:

iterator erase(iterator it);//通过一个条目对象删除

iterator erase(iterator first,iterator last)//删除一个范围

size_type erase(const Key&key);//通过关键字删除

clear()就相当于enumMap.erase(enumMap.begin(),enumMap.end());

这里要用到erase函数,它有三个重载了的函数,下面在例子中详细说明它们的用法
[cpp] view plaincopy
1. #include


2.
3. #include
4.
5. #include
6.
7. usingnamespace std;
8.
9. int main()
10.
11. {
12.
13. map<int, string> mapStudent;
14.
15. mapStudent.insert(pair<int, string>(1,"student_one"));
16.
17. mapStudent.insert(pair<int, string>(2,"student_two"));
18.
19. mapStudent.insert(pair<int, string>(3,"student_three"));
20.
21. //如果你要演示输出效果,请选择以下的一种,你看到的效果会比较好
22.
23. //如果要删除1,用迭代器删除
24.
25. map<int, string>::iterator iter;
26.
27. iter = mapStudent.find(1);
28.
29. mapStudent.erase(iter);
30.
31. //如果要删除1,用关键字删除
32.
33. int n = mapStudent.erase(1);//如果删除了会返回1,否则返回0
34.
35. //用迭代器,成片的删除
36.
37. //一下代码把整个map清空
38.
39. mapStudent.erase( mapStudent.begin(), mapStudent.end() );
40.
41. //成片删除要注意的是,也是STL的特性,删除区间是一个前闭后开的集合
42.
43. //自个加上遍历代码,打印输出吧
44.
45. }



10、 map中的swap用法

map中的swap不是一个容器中的元素交换,而是两个容器所有元素的交换。

11、 排序 ·map中的sort问题

map中的元素是自动按Key升序排序,所以不能对map用sort函数;

这里要讲的是一点比较高深的用法了,排序问题,STL中默认是采用小于号来排序的,以上代码在排序上是不存在任何问题的,因为上面的关键字是int 型,它本身支持小于号运算,在一些特殊情况,比如关键字是一个结构体,涉及到排序就会出现问题,因为它没有小于号操作,insert等函数在编译的时候过 不去,下面给出两个方法解决这个问题。

第一种:小于号重载,程序举例。
[cpp] view plaincopy
1. #include
2. #include
3. #include


4. usingnamespace std;
5.
6. typedefstruct tagStudentinfo
7.
8. {
9.
10. int niD;
11.
12. string strName;
13.
14. bool operator < (tagStudentinfoconst& _A)const
15.
16. {//这个函数指定排序策略,按niD排序,如果niD相等的话,按strName排序
17.
18. if(niD < _A.niD)returntrue;
19.
20. if(niD == _A.niD)
21.
22. return strName.compare(_A.strName) < 0;
23.
24. returnfalse;
25.
26. }
27.
28. }Studentinfo, *PStudentinfo;//学生信息
29.
30. int main()
31.
32. {
33.
34. int nSize;//用学生信息映射分数
35.
36. mapint>mapStudent;
37.
38. mapint>::iterator iter;
39.
40. Studentinfo studentinfo;
41.
42. studentinfo.niD = 1;
43.
44. studentinfo.strName ="student_one";
45.
46. mapStudent.insert(pairint>(studentinfo, 90));
47.
48. studentinfo.niD = 2;
49.
50. studentinfo.strName ="student_two";
51.
52. mapStudent.insert(pairint>(studentinfo, 80));
53.
54. for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
55.
56. cout<first.niD<<' '<first.strName<<' '<second<<endl;
57.
58. return 0;
59. }



第二种:仿函数的应用,这个时候结构体中没有直接的小于号重载,程序说明

[cpp] view plaincopy
1. //第二种:仿函数的应用,这个时候结构体中没有直接的小于号重载,程序说明
2.
3. #include
4.
5. #include


6.
7. #include
8.
9. usingnamespace std;
10.
11. typedefstruct tagStudentinfo
12.
13. {
14.
15. int niD;
16.
17. string strName;
18.
19. }Studentinfo, *PStudentinfo;//学生信息
20.
21. class sort
22.
23. {
24.
25. public:
26.
27. bool operator() (Studentinfoconst &_A, Studentinfoconst &_B)const
28.
29. {
30.
31. if(_A.niD < _B.niD)
32.
33. returntrue;
34.
35. if(_A.niD == _B.niD)
36.
37. return _A.strName.compare(_B.strName) < 0;
38.
39. returnfalse;
40.
41. }
42. };
43.
44. int main()
45.
46. {//用学生信息映射分数
47.
48. mapint, sort>mapStudent;
49.
50. mapint>::iterator iter;
51.
52. Studentinfo studentinfo;
53.
54. studentinfo.niD = 1;
55.
56. studentinfo.strName ="student_one";
57.
58. mapStudent.insert(pairint>(studentinfo, 90));
59.
60. studentinfo.niD = 2;
61.
62. studentinfo.strName ="student_two";
63.
64. mapStudent.insert(pairint>(studentinfo, 80));
65.
66. for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
67.
68. cout<first.niD<<' '<first.strName<<' '<second<<endl;
69. }

由于STL是一个统一的整体,map的很多用法都和STL中其它的东西结合在一起,比如在排序上,这里默认用的是小于号,即less<>,如果要从大到小排序呢,这里涉及到的东西很多,在此无法一一加以说明。

还要说明的是,map中由于它内部有序,由红黑树保证,因此很多函数执行的时间复杂度都是log2N的,如果用map函数可以实现的功能,而STL Algorithm也可以完成该功能,建议用map自带函数,效率高一些。

下面说下,map在空间上的特性,否则,估计你用起来会有时候表现的比较郁闷,由于map的每个数据对应红黑树上的一个节点,这个节点在不保存你的 数据时,是占用16个字节的,一个父节点指针,左右孩子指针,还有一个枚举值(标示红黑的,相当于平衡二叉树中的平衡因子),我想大家应该知道,这些地方 很费内存了吧,不说了……

12、 map的基本操作函数:

C++ maps是一种关联式容器,包含“关键字/值”对

begin() 返回指向map头部的迭代器

clear() 删除所有元素

count() 返回指定元素出现的次数

empty() 如果map为空则返回true

end() 返回指向map末尾的迭代器

equal_range() 返回特殊条目的迭代器对

erase() 删除一个元素

find() 查找一个元素

get_allocator() 返回map的配置器

insert() 插入元素

key_comp() 返回比较元素key的函数

lower_bound() 返回键值>=给定元素的第一个位置

max_size() 返回可以容纳的最大元素个数

rbegin() 返回一个指向map尾部的逆向迭代器

rend() 返回一个指向map头部的逆向迭代器

size() 返回map中元素的个数

swap() 交换两个map

upper_bound() 返回键值>给定元素的第一个位置

value_comp() 返回比较元素value的函数
原文链接: https://www.cnblogs.com/fnlingnzb-learner/p/5833051.html

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