C++中的STL中map用法详解

时间  2019-12-18
标签 c++ stl map 用法 详解 栏目 C&C++ 繁體版
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Map是STL的一个关联容器，它提供一对一（其中第一个能够称为关键字，每一个关键字只能在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，因为这个特性，它完成有可能在咱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)，这颗树具备对数据自动排序的功能，因此在map内部全部的数据都是有序的，后边咱们会见识到有序的好处。html

一、map简介

map是一类关联式容器。它的特色是增长和删除节点对迭代器的影响很小，除了那个操做节点，对其余的节点都没有什么影响。ios

对于迭代器来讲，能够修改实值，而不能修改key。编程

二、map的功能

自动创建Key－value的对应。key 和 value能够是任意你须要的类型。数组

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

快速插入Key -Value 记录。less

快速删除记录函数

根据Key 修改value记录。spa

遍历全部记录。指针

三、使用map

使用map得包含map类所在的头文件code

#include <map>  //注意，STL头文件没有扩展名.h

map对象是模板类，须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做为索引,并拥有相关联的指向string的指针.

为了使用方便，能够对模板类进行一下类型定义，

typedef map<int,CString> UDT_MAP_INT_CSTRING;

UDT_MAP_INT_CSTRING enumMap;

四、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，在下面咱们将接触到一些map的构造方法，这里要说下的就是，咱们一般用以下方法构造一个map：

map<int, string> mapStudent;

五、数据的插入

在构造map容器后，咱们就能够往里面插入数据了。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(如下代码虽然是随手写的，应该能够在VC和GCC下编译经过，你们能够运行下看什么效果，在VC下请加入这条语句，屏蔽4786警告 ＃pragma warning (disable:4786) )

//数据的插入--第一种：用insert函数插入pair数据  
#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;  
  
}

第二种：用insert函数插入value_type数据，下面举例说明

//第二种：用insert函数插入value_type数据，下面举例说明  
  
#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;  
  
}

第三种：用数组方式插入数据，下面举例说明

//第三种：用数组方式插入数据，下面举例说明  
  
#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;  
  
}

以上三种用法，虽然均可以实现数据的插入，可是它们是有区别的，固然了第一种和第二种在效果上是完成同样的，用insert函数插入数据，在数据的 插入上涉及到集合的惟一性这个概念，即当map中有这个关键字时，insert操做是插入数据不了的，可是用数组方式就不一样了，它能够覆盖之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”，第二条语句并无生效，那么这就涉及到咱们怎么知道insert语句是否插入成功的问题了，能够用pair来得到是否插入成功，程序以下：

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

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

咱们经过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，若是插入成功的话Insert_Pair.second应该是true的，不然为false。

下面给出完成代码，演示插入成功与否问题：

//验证插入函数的做用效果  
#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;  
  
}

你们能够用以下程序，看下用数组插入在数据覆盖上的效果：

//验证数组形式插入数据的效果  
  
#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里面插入了数据，咱们怎么知道当前已经插入了多少数据呢，能够用size函数，用法以下：

Int nSize = mapStudent.size();

七、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，上面举例程序中处处都是了，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

//第二种，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;  
  
}

第三种，用数组的形式，程序说明以下：

//第三种：用数组方式，程序说明以下  
  
#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();  
  
//此处应注意，应该是 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、查找并获取map中的元素（包括断定这个关键字是否在map中出现）

在这里咱们将体会，map在数据插入时保证有序的好处。

要断定一个数据（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函数来断定关键字是否出现，其缺点是没法定位数据出现位置,因为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，出现的状况，固然是返回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，若是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，在这里须要提到的是begin()和end()两个成员，

分别表明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：

#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;  
}

经过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分别表明关键字和存储的数据。

第三种：这个方法用来断定数据是否出现，是显得笨了点，可是，我打算在这里讲解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，若是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，若是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：

#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、从map中删除元素

移除某个map中某个条目用erase（）

该成员方法的定义以下：

iterator erase（iterator it);//经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);//经过关键字删除

clear()就至关于

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：

#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"));  
  
        //若是你要演示输出效果，请选择如下的一种，你看到的效果会比较好  
  
       //若是要删除1,用迭代器删除  
  
       map<int, string>::iterator iter;  
  
       iter = mapStudent.find(1);  
  
       mapStudent.erase(iter);  
  
       //若是要删除1，用关键字删除  
  
       int n = mapStudent.erase(1);//若是删除了会返回1，不然返回0  
  
       //用迭代器，成片的删除  
  
       //一下代码把整个map清空  
  
       mapStudent.erase( mapStudent.begin(), mapStudent.end() );  
  
       //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  
  
       //自个加上遍历代码，打印输出吧  
  
}

十、map中的swap用法

map中的swap不是一个容器中的元素交换，而是两个容器全部元素的交换。

十一、排序-map中的sort问题

map中的元素是自动按Key升序排序，因此不能对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，由于上面的关键字是int 型，它自己支持小于号运算，在一些特殊状况，好比关键字是一个结构体，涉及到排序就会出现问题，由于它没有小于号操做，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：

#include <iostream>  
#include <string>  
#include <map>  
using namespace std;  
  
typedef struct tagStudentinfo  
  
{  
  
       int      niD;  
  
       string   strName;  
  
       bool operator < (tagStudentinfo const& _A) const  
  
       {     //这个函数指定排序策略，按niD排序，若是niD相等的话，按strName排序  
  
            if(niD < _A.niD) return true;  
  
            if(niD == _A.niD)  
  
                return strName.compare(_A.strName) < 0;  
  
        return false;  
  
       }  
  
}Studentinfo, *PStudentinfo; //学生信息  
  
int main()  
  
{  
  
    int nSize;   //用学生信息映射分数  
  
    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：

//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  
  
#include <iostream>  
  
#include <map>  
  
#include <string>  
  
using namespace std;  
  
typedef struct tagStudentinfo  
  
{  
  
       int      niD;  
  
       string   strName;  
  
}Studentinfo, *PStudentinfo; //学生信息  
  
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()  
  
{   //用学生信息映射分数  
  
    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;  
}

因为STL是一个统一的总体，map的不少用法都和STL中其它的东西结合在一块儿，好比在排序上，这里默认用的是小于号，即less<>，若是要从大到小排序呢，这里涉及到的东西不少，在此没法一一加以说明。

还要说明的是，map中因为它内部有序，由红黑树保证，所以不少函数执行的时间复杂度都是log2N的，若是用map函数能够实现的功能，而STL Algorithm也能够完成该功能，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，不然，估计你用起来会有时候表现的比较郁闷，因为map的每一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，至关于平衡二叉树中的平衡因子），我想你们应该知道，这些地方 很费内存了吧，不说了……

十二、map的基本操做函数：

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(）        删除全部元素

count()         返回指定元素出现的次数

empty()         若是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()      返回能够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

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