详解C++ STL map 容器

本篇随笔简单讲解一下$C++STL$中的$map$容器的使用方法和使用技巧。

map容器的概念

$map$的英语释义是“地图”，但$map$容器可和地图没什么关系。$map$是“映射容器”，其存储的两个变量构成了一个键值到元素的映射关系。

比如下图：

我们可以根据键值快速地找到这个映射出的数据。

$map$容器的内部实现是一棵红黑树（平衡树的一种），因为比较复杂而且与理解并无多大关系，所以不予介绍，有兴趣的读者可以自己查阅相关的资料。

map容器的声明

$map$容器存在于$STL$模板库#include<map>中。使用的时候需要先开这个库。

比如：

#include<map>

map<int,char> mp;

这就建立了一个从一个整型变量到一个字符型变量的映射。

map容器的用法

因为$map$容器和$set$容器都是使用红黑树作为内部结构实现的。所以其用法比较相似。但由于二者用途大有不同，所以其用途还有微妙的差别。对于初学者来讲，其更容易涉及到的应该是$vector$容器、$queue$容器等，但是对于大佬们，经常用个$set$、$map$，没事再用$bitset$压一压状态这都是家常便饭。

如果有想学习$set,bitset$容器的，请参考下面两篇博客，讲的比较详细：

bitset容器详解

set容器详解

其实，$C++STL$容器的使用方式都是差不多的。我们完全可以举一反三地去类比。与$bitset$重定义了许多奇形怪状新的函数之外，其他都是大致相同的。所以笔者在此不再做幼稚的介绍，大家都是竞赛狗，应该都能自己看明白。

常规操作

如其他$C++STL$容器一样，$map$支持基本相同的基本操作：

比如清空操作，函数$clear()$，返回容器大小$size()$，返回首尾迭代器$begin(),end()$等。

插入操作

$map$容器的插入操作大约有两种方法，第一种是类似于数组类型，可以把键值作为数组下标对$map$进行直接赋值：

mp[1]='a';

当然，也可以使用$insert()$函数进行插入：

mp.insert(map<int,char>::value_type(5,'d'));

删除操作

可以直接用$erase()$函数进行删除，如：

mp.erase('b');

遍历操作

和其他容器差不多，$map$也是使用迭代器实现遍历的。如果我们要在遍历的时候查询键值（即前面的那个），可以用it->first来查询，那么，当然也可以用it->second查询对应值（后面那个）

查找操作

查找操作类比$set$的查找操作。但是$map$中查找的都是键值。

比如：

mp.find(1);

即查找键值为$1$的元素。

map和pair的关系

我们发现，$map$和$C++$内置二元组$pair$特别相似。那是不是$map$就是$pair$呢？（当然不是）

那么$map$和$pair$又有什么关系呢？

@JZYShruraK大佬

首先，$map$构建的关系是映射，也就是说，如果我们想查询一个键值，那么只会返回唯一的一个对应值。但是如果使用$pair$的话，不仅不支持$O(log)$级别的查找，也不支持知一求一，因为$pair$的第一维可以有很多一样的，也就是说，可能会造成一个键值对应$n$多个对应值的情况。这显然不符合映射的概念。