c++容器中map的应用

原文链接：https://www.cnblogs.com/fnlingnzb-learner/p/5833051.html

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，第二个可以称为该关键字的值）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：

#include<map>
#include<string>
#include<iostream>
using namespace std;
1.// 用insert插入pair数据
int main(){
    map<int ,string> mapst;
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student1"));
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student2"));
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student3"));
    map<int,string>::iterator it;
    for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
    cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
    return ;
}
 
2.// 用insert函数插入value_type
 
int main(){
    map<int,string> mapst;
    mapst.insert(map<int,string>::value_type(,"student1"));
    mapst.insert(map<int,string>::value_type(,"student2"));
    mapst.insert(map<int,string>::value_type(,"student3"));
    map<int,string> ::iterator it;
    for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
    cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
} 
 
3.// 用数组方式插入
 
int main(){
    map<int,string> mapst;
    mapst[]="student1";
    mapst[]="student2";
    mapst[]="student3";
    map<int,string> ::iterator it;
    for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
    cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
} 

以上三种用法，虽然都可以实现数据的插入，但是他们是有区别的，当然了第一种和第二种在效果上是一样的，用insert函数插入数据，在数据的插入上设计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：

mapst.insert(map<int,string>::value_type(,"student1"));
mapst.insert(map<int,string>::value_type(,"student2"));

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 (1, "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。

下面给出完成代码，演示插入成功与否问题：

#include<map>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    map<int,string> mapst;
    pair<map<int ,string>::iterator,bool>insert_pair;
    insert_pair=mapst.insert(map<int,string>::value_type(,"student1"));
    if(insert_pair.second==true) cout<<"insert successfully"<<endl;
    else cout<<"insert failure"<<endl;
    insert_pair=mapst.insert(pair<int,string>(,"student2"));
    if(insert_pair.second==true) cout<<"insert successfully"<<endl;
    else cout<<"insert failure"<<endl;
    map<int,string>::iterator it;
    for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
    cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
}

运行结果：

insert successfully
insert failure
1 student1

用数组插入在数据覆盖上的效果

#include<map>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    map<int,string> mapst;
    mapst[]="student1";
    mapst[]="student2";
    mapst[]="student3";
    map<int,string>::iterator it;
    for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
    cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
    return ;
}

运行结果

1 student2
2 student3

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，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

#include<map>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    map<int,string> mapst;
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student1"));
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student2"));
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student3"));
    map<int,string>::reverse_iterator it;
    for(it=mapst.rbegin();it!=mapst.rend();it++)
    cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
    return ;
}

运行结果：

3 student3
2 student2
1 student1

第三种，用数组的形式，程序说明：

#include<map>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    map<int,string> mapst;
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student1"));
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student2"));
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student3"));
    int nsize=mapst.size();
    //此处应注意，应该是 for(int i = 1; i <= nsize; i++)
    //而不是 for(int i = 0; i < nsize; i++)
    for(int i=;i<=nsize;i++)
    cout<<mapst[i]<<endl;
    return ;
}

运行结果：

student1
student2
student3

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.

程序说明：

#include<map>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    map<int,string> mapst;
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student1"));
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student2"));
    mapst.insert(pair<int,string>(,"student3"));
    int nsize=mapst.size();
    map<int,string>::iterator it;
    it=mapst.find();
    if(it!=mapst.end())
    cout<<"Find,the value is"<<it->second<<endl;
    else cout<<"Do not Find"<<endl;
    return ;
}

运行结果：

Find,the value is  student1

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：这个方法用来判定数据是否出现，

lower_bound函数用法，这个函数用来返回要查找关键字的下界（是一个迭代器）

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，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里面第二个迭代器是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>mapst;
    mapst[]="student1";
    mapst[]="student3";
    mapst[]="student5";
    map<int,string>::iterator it;
    it=mapst.lower_bound();
    cout<<it->second<<endl;
    it=mapst.lower_bound();
    cout<<it->second<<endl;
    it=mapst.lower_bound();
    cout<<it->second<<endl;
    it=mapst.upper_bound();
    cout<<it->second<<endl;
    it=mapst.upper_bound();
    cout<<it->second<<endl;
    pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mappair;
    mappair = mapst.equal_range();
    if(mappair.first == mappair.second)
        cout<<"Do not Find"<<endl;
    else
        cout<<"Find"<<endl;
    mappair = mapst.equal_range();
    if(mappair.first == mappair.second)
        cout<<"Do not Find"<<endl;
    else
        cout<<"Find"<<endl;
    return ;
}

运行结果：

student1
student3
student3
student3
student5
Do not Find
Find

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>mapst;
    mapst.insert(pair<int, string>(, "student1"));
    mapst.insert(pair<int, string>(, "student2"));
    mapst.insert(pair<int, string>(, "student3"));
    map<int,string>::iterator it;
    it=mapst.find();
    mapst.erase(it);  //擦去容器1
//    int n=mapst.erase(1);  //如果删除了会返回1，否则返回0
//    mapst.erase(mapst.begin(),mapst.end());  //用迭代器，成片的删除  一下代码把整个map清空
    for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
    cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
    return ;
}

运行结果：

2 student2
3 student3

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.其他函数

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