【C++】STL标准模板库容器map
在之前对STL的学习中，我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，根据"数据在容器中的排列"特性,这些容器统称为序列式(sequence)容器，因为其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身。 还有一种容器是关联式(associative)容器, 关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其里面存储的是<key, value>结构的键值对，在数据检索时比序列式容器效率更高。 下图列出了STL中的各种容器,以及其基层与衍生层的关系:
📌关联式容器map(映射)简介
我们先来看一下cplusplus.com - The C++ Resources Network网站对map的文档介绍:
总结一下:
map是关联容器，它按照特定的次序(按照key来比较)存储由键值key和值value组合而成的元素。
在map中，键值key通常用于排序和惟一地标识元素，而值value中存储与此键值key关联的内容。键值key和值value的类型可能不同，并且在map的内部，key与value通过成员类型value_type绑定在一起，为其取别名称为pair:
typedef pair<const key, T> value_type;在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
map中通过键值访问单个元素的速度通常比unordered_map容器慢，但map允许根据顺序对元素进行直接迭代(即对map中的元素进行迭代时，可以得到一个有序的序列)。
map支持下标访问符，即在[]中放入key，就可以找到与key对应的value。
map通常被实现为二叉搜索树(更准确的说：平衡二叉搜索树(红黑树))。
📌map(映射)的使用
🎏map(映射)的模板参数列表
map的模板参数及含义如下:
🎏map(映射)的构造函数
map的构造函数及其功能如下:
使用示例如下:
#include<iostream>
#include<vector>
#include<map>
using namespace std;
int main()
{
//构造一个没有元素的空容器存放水果价格键值对
map<string,int> m1;
pair<string, int> kv1("苹果", 5);
m1.insert(kv1);
m1.insert(pair<string, int>("草莓", 8));
m1.insert(make_pair("榴莲", 12));
m1.insert({ "车厘子", 15 });//C++11支持多参数的构造函数隐式类型转换
cout << "m1->" << endl;
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
//迭代器区间构造
map<string,int> m2(m1.begin(), m1.find("榴莲"));
cout << "m2->" << endl;
for (auto e : m2)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
//拷贝构造
map<string,int> m3(m2);
cout << "m3->" << endl;
for (auto e : m3)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
return 0;
}运行结果如下:
🎏map(映射)的迭代器相关函数
map的迭代器相关函数及其功能如下:
使用示例如下:
int main()
{
//构造一个没有元素的空容器存放水果价格键值对
map<string, int> m1;
m1.insert({ "苹果", 5 });
m1.insert({ "草莓", 8 });
m1.insert({ "榴莲", 12 });
m1.insert({ "车厘子", 15 });//C++11支持多参数的构造函数隐式类型转换
//正向迭代器
map<string, int>::iterator it_b = m1.begin(); //访问正向迭代器开始
cout << it_b->first << " : " << it_b->second << endl << endl;
map<string, int>::iterator it_e = m1.end(); //访问正向迭代器结束
--it_e;
cout << it_e->first << " : " << it_e->second << endl << endl;
++it_e;
while (it_b != it_e)
{
cout << it_b->first << " : " << it_b->second << endl; //使用正向迭代器遍历map
++it_b;
}
cout << endl << endl;
//反向迭代器
map<string, int>::reverse_iterator rit_b = m1.rbegin(); //访问反向迭代器开始
cout << rit_b->first << " : " << rit_b->second << endl << endl;
map<string, int>::reverse_iterator rit_e = m1.rend(); //访问反向迭代器结束
--rit_e;
cout << rit_e->first << " : " << rit_e->second << endl << endl;
++rit_e;
while (rit_b != rit_e)
{
cout << rit_b->first << " : " << rit_b->second << endl; //使用反向迭代器遍历map
++rit_b;
}
cout << endl;
return 0;
}运行结果如下:
🎏map(映射)的容量与元素访问相关函数
map的容量与元素访问相关函数及其功能如下:
容量部分和set一模一样,我们重点讲一下元素访问:
operator[]示例代码如下:
int main()
{
//构造一个没有元素的空容器存放水果价格键值对
map<string, int> m1;
m1.insert({ "苹果", 5 });
m1.insert({ "草莓", 8 });
m1.insert({ "榴莲", 12 });
m1.insert({ "车厘子", 15 });//C++11支持多参数的构造函数隐式类型转换
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
//修改已存在元素的value
m1["苹果"] = 7;
//访问不存在元素
m1["菠萝"];
//访问不存在元素并修改其value
m1["香蕉"] = 3;
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
return 0;
}运行结果如下:
注意:
在元素访问时，有一个与operator[]类似的操作at()(该函数不常用)函数，都是通过 key找到与key对应的value然后返回其引用，不同的是：当key不存在时，operator[]用默认 value与key构造键值对然后插入，返回该默认value，at()函数则会直接抛异常。
🎏map(映射)的元素修改相关函数
map的修改相关函数及其功能如下:
函数声明 | 功能简介 |
|---|---|
pair<iterator,bool> insert( const value_type& x) | 在map中插入键值对x，注意x是一个键值对，返回值也是键值对:iterator代表新插入元素的位置，bool代表是否插入成功 |
void erase ( iterator position ) | 删除map中position位置上的元素 |
size_type erase ( const key_type& x ) | 删除map中值为x的元素 |
void erase ( iterator first, iterator last ) | 删除map中[first, last)区间中的元素 |
void swap ( set<Key,Compare,Allocator>& mp ) | 交换两个map中的元素 |
void clear ( ) | 将map中的元素清空 |
iterator find ( const key_type& x ) const | 在map中插入key为x的元素，找到返回该元素的位置的迭代器，否则返回end |
const_iterator find( const key_type& x ) const | 在map中插入key为x的元素，找到返回该元素位置的const迭代器，否则返回cend |
size_type count ( const key_type& x ) const | 返回key为x的键值在map中的个数，注意map中key是唯一的，因此该函数的返回值要么为0，要么为1，因此也可以用该函数来检测一个key是否在map中 |
insert,erase,clear,find函数使用示例如下:
int main()
{
//构造一个没有元素的空容器存放水果价格键值对
map<string, int> m1;
m1.insert({ "苹果", 5 });
m1.insert({ "草莓", 8 });
m1.insert({ "榴莲", 12 });
m1.insert({ "樱桃", 11 });
m1.insert({ "猕猴桃", 6 });
m1.insert({ "菠萝", 4 });
m1.insert({ "香蕉", 3 });
m1.insert({ "车厘子", 15 });//C++11支持多参数的构造函数隐式类型转换
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
map<string, int>::iterator pos = m1.find("榴莲"); //迭代器删除元素
m1.erase(pos);
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
m1.erase("苹果"); //key值删除元素
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
m1.erase(m1.find("草莓"), m1.find("樱桃")); //迭代区间删除元素
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
m1.clear();//清空容器
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
return 0;
}运行结果如下:
swap函数使用示例如下:
int main()
{
//构造两个没有元素的空容器存放水果价格键值对
map<string, int> m1;
map<string, int> m2;
m1.insert({ "苹果", 5 });
m1.insert({ "草莓", 8 });
m1.insert({ "榴莲", 12 });
m1.insert({ "车厘子", 15 });//C++11支持多参数的构造函数隐式类型转换
cout << "m1:" << endl;
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
cout << "m2:" << endl;
for (auto e : m2)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
m1.swap(m2);//交换m1和m2的值
cout << "m1:" << endl;
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
cout << "m2:" << endl;
for (auto e : m2)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
return 0;
}运行结果如下:
count()函数使用示例如下:
int main()
{
//构造一个没有元素的空容器存放水果价格键值对
map<string, int> m1;
m1.insert({ "苹果", 5 });
m1.insert({ "草莓", 8 });
m1.insert({ "榴莲", 12 });
m1.insert({ "车厘子", 15 });
cout << "m1:" << endl;
for (auto e : m1)
{
cout << e.first << " : " << e.second << endl;
}
cout << endl;
cout << m1.count("苹果") << endl;
cout << m1.count("榴莲") << endl;
cout << m1.count("菠萝") << endl;
cout << m1.count("西瓜") << endl;
return 0;
}运行结果如下:
📌关联式容器multimap简介
我们先来看一下cplusplus.com - The C++ Resources Network网站对multimap的文档介绍:
总结一下:
Multimap是关联式容器，它按照特定的顺序，存储由key和value映射成的键值对<key,value>，其中多个键值对之间的key是可以重复的。
在multimap中，通常按照key排序和惟一地标识元素，而映射的value存储与key关联的内容。key和value的类型可能不同，通过multimap内部的成员类型value_type组合在一起，value_type是组合key和value的键值对:
typedef pair<const Key, T> value_type;在内部，multimap中的元素总是通过其内部比较对象，按照指定的特定严格弱排序标准对key进行排序的。
multimap通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multimap容器慢，但是使用迭代器直接遍历multimap中的元素可以得到关于key有序的序列。
multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现
注意:
multimap和map的唯一不同就是：map中的key是唯一的，而multimap中key是可以重复的。
📌multimap的使用
首先我们来看multimap和map在接口方面的区别:
可以发现map和multimap在功能上都是类似的,只是有很少一部分不同,所以大家可以参考map的使用来使用multimap,但是要注意下面几点:
- multimap中的key是可以重复的
- multimap中的元素默认将key按照小于来比较
- multimap中没有重载operator[]操作
- 使用时与map包含的头文件相同
结语
希望这篇关于 STL标准模板库容器map 的博客能对大家有所帮助,欢迎大佬们留言或私信与我交流.
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