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STL Map和multimap容器详解

map/multimap的简介

  • map是标准的关联式容器,一个map是一个键值对序列,即(key,value)对。它提供基于key的快速检索能力。
  • map中key值是唯一的。集合中的元素按一定的顺序排列。元素插入过程是按排序规则插入,所以不能指定插入位置。
  • map的具体实现采用红黑树变体的平衡二叉树的数据结构。在插入操作和删除操作上比vector快。
  • map可以直接存取key所对应的value,支持[]操作符,如map[key]=value。
  • multimap与map的区别:map支持唯一键值,每个键只能出现一次;而multimap中相同键可以出现多次。multimap不支持[]操作符。

头文件 #include <map>

map and multimaps

map/multimap采用模板类实现,对象的默认构造形式:

  • map<T1,T2> mapTT;
  • multimap<T1,T2> multimapTT;

如:

  • map<int, char> mapA;
  • map<string,float> mapB;

其中T1,T2还可以用各种指针类型或自定义类型

map的插入与迭代器

  • map.insert(...); //往容器插入元素,返回pair<iterator,bool>

在map中插入元素的三种方式:

map<int, string> mapStu;

  • 一、通过pair的方式插入对象
    mapStu.insert( pair<int,string>(3,"小张") );

  • 二、通过pair的方式插入对象
    mapStu.inset(make_pair(-1, “校长-1”));

  • 三、通过value_type的方式插入对象
    mapStu.insert( map<int,string>::value_type(1,"小李") );

  • 四、通过数组的方式插入值
    mapStu[3] = “小刘";mapStu[5] = “小王";

前三种方法,采用的是insert()方法,该方法返回值为pair<iterator,bool>
第四种方法非常直观,但存在一个性能的问题。插入3时,先在mapStu中查找主键为3的项,若没发现,则将一个键为3,值为初始化值的对组插入到mapStu中,然后再将值修改成“小刘”。若发现已存在3这个键,则修改这个键对应的value。

string strName = mapStu[2]; //取操作或插入操作

只有当mapStu存在2这个键时才是正确的取操作,否则会自动插入一个实例,键为2,值为初始化值。

假设

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map<int, string> mapA;
//插入方式一
pair< map<int,string>::iterator, bool > pairResult = mapA.insert(pair<int,string>(3,"小张"));

//iFirst == 3;
int iFirstFirst = (pairResult.first)->first;
//strFirstSecond为"小张"
string strFirstSecond = (pairResult.first)->second;
//bSecond == true;
bool bSecond = pairResult.second;

//插入方式二
mapA.insert(map<int,string>::value_type(1,"小李"));

mapA[3] = "小刘"; //修改value
mapA[5] = "小王"; //插入方式三

//执行插入 string() 操作,返回的str1的字符串内容为空。
string str1 = mapA[2];
//取得value,str2为"小刘"
string str2 = mapA[3];

//迭代器遍历
for (map<int,string>::iterator it=mapA.begin(); it!=mapA.end(); ++it)
{
pair<int, string> pr = *it;
int iKey = pr.first;
string strValue = pr.second;
}

map.rbegin()map.rend() 略。

  • map<T1,T2,less<T1> > mapA; //该容器是按键的升序方式排列元素。未指定函数对象,默认采用less<T1>函数对象。
  • map<T1,T2,greater<T1>> mapB; //该容器是按键的降序方式排列元素。

less<T1>greater<T1> 可以替换成其它的函数对象functor

可编写自定义函数对象以进行自定义类型的比较,使用方法与set构造时所用的函数对象一样。

  • map.begin(); //返回容器中第一个数据的迭代器。
  • map.end(); //返回容器中最后一个数据之后的迭代器。
  • map.rbegin(); //返回容器中倒数第一个元素的迭代器。
  • map.rend(); //返回容器中倒数最后一个元素的后面的迭代器。

map对象的拷贝构造与赋值

  • map(const map &mp); //拷贝构造函数
  • map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符
  • map.swap(mp); //交换两个集合容器

例如:

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map<int, string> mapA;
mapA.insert(pair<int,string>(3,"小张"));
mapA.insert(pair<int,string>(1,"小杨"));
mapA.insert(pair<int,string>(7,"小赵"));
mapA.insert(pair<int,string>(5,"小王"));

map<int ,string> mapB(mapA); //拷贝构造

map<int, string> mapC;
mapC = mapA; //赋值

mapC[3] = "老张";
mapC.swap(mapA); //交换

map的大小

  • map.size(); //返回容器中元素的数目
  • map.empty();//判断容器是否为空
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map<int, string> mapA;
mapA.insert(pair<int,string>(3,"小张"));
mapA.insert(pair<int,string>(1,"小杨"));
mapA.insert(pair<int,string>(7,"小赵"));
mapA.insert(pair<int,string>(5,"小王"));

if (mapA.empty())
{
int iSize = mapA.size(); //iSize == 4
}

map的删除

  • map.clear(); //删除所有元素
  • map.erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。
  • map.erase(beg,end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ,返回下一个元素的迭代器。
  • map.erase(keyElem); //删除容器中key为keyElem的对组。
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map<int, string> mapA;
mapA.insert(pair<int,string>(3,"小张"));
mapA.insert(pair<int,string>(1,"小杨"));
mapA.insert(pair<int,string>(7,"小赵"));
mapA.insert(pair<int,string>(5,"小王"));

//删除区间内的元素
map<int,string>::iterator itBegin=mapA.begin();
++ itBegin;
++ itBegin;
map<int,string>::iterator itEnd=mapA.end();
//此时容器mapA包含按顺序的{1,"小杨"}{3,"小张"}两个元素。
mapA.erase(itBegin,itEnd);

mapA.insert(pair<int,string>(7,"小赵"));
mapA.insert(pair<int,string>(5,"小王"));

//删除容器中第一个元素
mapA.erase(mapA.begin()); //此时容器mapA包含了按顺序的{3,"小张"}{5,"小王"}{7,"小赵"}三个元素

//删除容器中key为5的元素
mapA.erase(5);


//删除mapA的所有元素
mapA.clear();//容器为空

map的查找

  • map.find(key); 查找键key是否存在,若存在,返回该键的元素的迭代器;若不存在,返回map.end();
  • map.count(keyElem); //返回容器中key为keyElem的对组个数。对map来说,要么是0,要么是1。对multimap来说,值可能大于1。
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map<int,string>::iterator it=mapStu.find(3);
if(it == mapStu.end())
{
//没找到
}
else
{
//找到了
pair<int, string> pairStu = *it;
//或 int iID = it->first;
int iID = pairStu.first;
//或 string strName = it->second;
string strName = pairStu.second;
}
  • map.lower_bound(keyElem); //返回第一个key>=keyElem元素的迭代器。
  • map.upper_bound(keyElem); // 返回第一个key>keyElem元素的迭代器。

例如:

mapStu是用map<int,string>声明的容器,已包含{1,”小李”}{3,”小张”}{5,”小王”}{7,”小赵”}{9,”小陈”}元素。

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map<int,string>::iterator it;
it = mapStu.lower_bound(5); //it->first==5 it->second=="小王"
it = mapStu.upper_bound(5); //it->first==7 it->second=="小赵"
it = mapStu.lower_bound(6); //it->first==7 it->second=="小赵"
it = mapStu.upper_bound(6); //it->first==7 it->second=="小赵"

  • map.equal_range(keyElem); //返回容器中key与keyElem相等的上下限的两个迭代器。上限是闭区间,下限是开区间,如[beg,end)。

以上函数返回两个迭代器,而这两个迭代器被封装在pair中。

例如

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map<int,string> mapStu;
... //往mapStu容器插入元素{1,"小李"}{3,"小张"}{5,"小王"}{7,"小赵"}{9,"小陈"}
pair< map<int,string>::iterator , map<int,string>::iterator > pairIt = mapStu.equal_range(5);
map<int, string>::iterator itBeg = pairIt.first;
map<int, string>::iterator itEnd = pairIt.second;
//此时 itBeg->first==5 , itEnd->first == 7,
itBeg->second=="小王", itEnd->second=="小赵"