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STL入门——容器3:map

亿万年的星光3年前 (2022-01-22)C++知识7797

一、定义

    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。

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。

二、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。

三、使用map


使用map得包含map类所在的头文件

#include <map>  //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,

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<int, string> mapStudent;

五、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

#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

//第二种:用insert函数插入value_type数据,
#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

#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。

六、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:

map.size()

七、map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

//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

//第三种:用数组方式,程序说明如下  
#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.

#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;  
}


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。


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

#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"));  
        //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  
       //如果要删除1,用迭代器删除  
       map<int, string>::iterator iter;  
       iter = mapStudent.find(1);  
       mapStudent.erase(iter);  
       //如果要删除1,用关键字删除  
       int n = mapStudent.erase(1);//如果删除了会返回1,否则返回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,而是两个容器所有元素的交换。


十一、 排序 ·  map中的sort问题


map中的元素是自动按Key升序排序,所以不能对map用sort函数;

十二、map的基本操作函数

   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



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