C++ STL 中 map 容器

C++ STL 中 map 容器

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 <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;

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<int, string> 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（C++学习之Pair），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) )

 //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>(, "student_one"));
     mapStudent.insert(pair<int, string>(, "student_two"));
     mapStudent.insert(pair<int, string>(, "student_three"));
     map<int, string>::iterator iter;
     for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
        cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;
     return ;
 }

第二种：用insert函数插入value_type数据

每个STL中的类都有value_type这种东西，通俗的说value_type 就是stl容器盛装的数据的数据类型，例如：

vector<int> vec;
 
vector<int>::value_type x;

上述两句代码，第一句是声明一个盛装数据类型是int的数据的vector，第二句是使用vector<int>::value_type定义一个变量x，这个变量x实际上是int类型的，因为vector<int>::value_type中声明的为int型。

相应的，假设有：

vector<C> vec;  //假设C是自定义类型
 
vector<C>::value_type x;

那么第二句定义的变量x的数据类型是C。

每个STL容器类（感觉应该是迭代器类更加准确），都有一句相同的代码：

typede T value_type;

其中T则是类模板中使用的参数 ：

template <class T>

以STL的list容器为例，那么它的类定义就应该有下面的语句:

template<class T>
 
class list{
 
publict:
 
typedef  T  value_type;
 
//……
 
};

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 (, "student_one"));
     mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (, "student_two"));
     mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (, "student_three"));
     map<int, string>::iterator iter;
     for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
        cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;
     return ;
 }  

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[] = "student_one";
     mapStudent[] = "student_two";
     mapStudent[] = "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，用程序说明

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

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

第二种：应用反相迭代器

第三种，用数组的形式

 #include<map>
 #include<iostream>
 #include<string>
 using namespace std;
 int main()
 {
     map<int,string> myString;
     myString.insert(pair<int,string>(,"xiaoming"));
     myString.insert(map<int,string>::value_type (,"xiaohong"));
     myString[] = "xiaoli";
 
     cout<<"向前迭代："<<endl;
     map<int,string>::iterator iter;//向前迭代
     for(iter = myString.begin();iter != myString.end();iter++)
     {
         cout<<iter->first<<","<<iter->second<<endl;
     }
 
     cout<<"反向迭代器："<<endl;
     map<int,string>::reverse_iterator iter2;
     for(iter2 = myString.rbegin();iter2 != myString.rend();iter2++)
         cout<<iter2->first<<","<<iter2->second<<endl;
 
     cout<<"数组迭代："<<endl;
     int Length = myString.size();
     for(int i = ;i <= Length;i++)
         cout<<i<<","<<myString[i]<<endl;
     return ;
 }

运行结果：

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.

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

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：Equal_range

　　ForwardIter lower_bound(ForwardIter first, ForwardIter last,const _Tp& val)算法返回一个非递减序列[first, last)中的第一个大于等于值val的位置。这个函数用来返回要查找关键字的下界(是一个迭代器)

　　ForwardIter upper_bound(ForwardIter first, ForwardIter last, const _Tp& val)算法返回一个非递减序列[first, last)中第一个大于val的位置。这个函数用来返回要查找关键字的上界(是一个迭代器)

lower_bound和upper_bound如下图所示：

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里面第二个变量是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。

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

运行结果：

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

 #include <map>
 #include <string>
 #include <iostream>
 using namespace std;
 int main()
 {
        map<int, string> mapStudent;
        mapStudent.insert(pair<int, string>(, "student_one"));
        mapStudent.insert(pair<int, string>(, "student_two"));
        mapStudent.insert(pair<int, string>(, "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();
        mapStudent.erase(iter);
 
        //如果要删除1，用关键字删除
        int n = mapStudent.erase();//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
 }

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

 #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，如果niD相等的话，按strName排序
             if(niD < _A.niD) return true;
             if(niD == _A.niD)
                 return strName.compare(_A.strName) < ;
         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 = ;
     studentinfo.strName = "student_one";
     mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, ));
     studentinfo.niD = ;
     studentinfo.strName = "student_two";
     mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, ));
     for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
         cout<<iter->first.niD<<' '<<iter->first.strName<<' '<<iter->second<<endl;
     return ;
 }

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

 //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) < ;
     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 = ;
     studentinfo.strName = "student_one";
     mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, ));
     studentinfo.niD = ;
     studentinfo.strName = "student_two";
     mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, ));
     for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
         cout<<iter->first.niD<<' '<<iter->first.strName<<' '<<iter->second<<endl;
     return ;
 }

　　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

本文章由以下博客或文章地址整理而成，目的为了方便自己和大家的查阅、理解。

http://blog.csdn.net/uqapuqap/archive/2009/08/14/4448067.aspx

http://www.360doc.com/content/13/0912/18/3373961_314006267.shtml#

http://blog.csdn.net/shawn_hou/article/details/38035577###;