标准模板库(STL)学习探究之Maps容器

来源：互联网发布：windows mac桌面编辑：程序博客网时间：2024/04/19 08:22

C++ Maps(关联容器)
   map类定义了一个关联容器，并且在容器中使用唯一的关键字(任何两个元素的键都不相同)来映射相应的值。从本质上来说，关键字就是值的名字。在map对象中存储了一个值之后，就可以通过关键字来获得它。map对象是一系列关键字/值的匹配对。
   map的主要功能在于：只有你知道了一个值的关键字，就能够找到这个值。例如,定义一个map对象m，在该对象中使用人名作为关键字，并将每个人的电话号码存储为值。那么可以使用m[“张三”]表示张三的电话号码。从前面的例子可以看出map类有一个非常优越的特点：关联数组。在普通的数组中，索引是一个整数。而在关联数组中，索引是一个键，并且键可以是任意类型的，可以是String、double、int类型，甚至可以是一些用户定义的类。
    map和set的插入删除效率比用其他序列容器高,因为对于关联容器来说，不需要做内存拷贝和内存移动。map和set容器内所有元素都是以节点的方式来存储，其节点结构和链表差不多，指向父节点和子节点。结构图可能如下：

            A
           / /
          B   C
         / / / /
        D E F G

因此插入的时候只需要稍做变换，把节点的指针指向新的节点就可以了。删除的时候类似，稍做变换后把指向删除节点的指针指向其他节点就OK了。这里的一切操作就是指针换来换去，和内存移动没有关系。
每次insert之后，以前保存的iterator不会失效，因为iterator是指向节点的指针,内存没有变,指向内存的指针当然不会失效。

函数列表如下：
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

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
constructors构造函数
explicit map(const Pred& comp = Pred(), const A& al = A());
map(const map& x);
map(const value_type *first, const value_type *last,
const Pred& comp = Pred(), const A& al = A());

运算符[]
为了添加元素，可使用下标算符[]：
map <string, string> addresses;
addresses["Paul W."]="paul@mail.com";
begin
语法:
iterator begin();
begin()函数返回一个迭代器指向map的第一个元素。
clear
语法:
void clear();
clear()函数删除map中的所有元素。
count
语法:
size_type count( const KEY_TYPE &key );
count()函数返回map中键值等于key的元素的个数。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.若key在map中存在,则返回1.

empty
语法:
bool empty();
empty()函数返回真(true)如果map为空，否则返回假(false)。
end
语法:
iterator end();
end()函数返回一个迭代器指向map的尾部。
equal_range
Syntax:
pair equal_range( const KEY_TYPE &key );
equal_range()函数返回两个迭代器——一个指向第一个键值为key的元素，另一个指向最后一个键值为key的元素。
erase
语法:
void erase( iterator pos );
void erase( iterator start, iterator end );
size_type erase( const KEY_TYPE &key );
erase()函数删除在pos位置的元素，或者删除在start和end之间的元素，或者删除那些值为key的所有元素。
find
语法:
iterator find( const KEY_TYPE &key );
find()函数返回一个迭代器指向键值为key的元素，如果没找到就返回指向map尾部的迭代器。
get_allocator
语法:
allocator_type get_allocator();
get_allocator()函数返回map的配置器。
insert
语法:
iterator insert( iterator pos, const pair<KEY_TYPE,VALUE_TYPE> &val );
void insert( input_iterator start, input_iterator end );
pair<iterator, bool> insert( const pair<KEY_TYPE,VALUE_TYPE> &val );
1.插入val到pos的后面，然后返回一个指向这个元素的迭代器。
2.插入start到end的元素到map中。
3.只有在val不存在时插入val。返回值是一个指向被插入元素的迭代器和一个描述是否插入的bool
因为map会排序,插入元素后,关键字将按升序排列,而与插入时的pos无关。
值。
示例:
#include<iostream>
#include <fstream>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;
void main()
{
    map<string,int> m,n;
    string key;int value;
    value=1;key="A12";
    m[key]=value;
    value=5;key="A3";
    m[key]=value;
    m["D5"]=4;
    m["A2"]=5;
    map<string,int>::iterator p=m.begin();//定义m对象的迭代器，并输出m中所有项
    p++;p++;
    m.insert(p,pair<string,int>("A1",7));
    m["B6"]=3;
    p=m.begin();
    for (int i=0; i<m.size(); i++)
   {
      cout <<p->first <<" "<<p->second <<endl;//first指向关键字，second指向值
      p++;
   }
   cout<<m.count("E")<<endl;
}
输出结果:
        A1 7
        A12 1
        A2 5
        A3 5
        B6 3
        D5 4
        0

请看下面代码：
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
void main()
{
       Map<int, string> mapStudent;
       mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
       mapStudent.insert(pair<int, string>(2,"student_two"));
       mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
}
    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.
示例：
#include<iostream>
#include <fstream>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;
typedef struct tagStudentInfo
{
       int      nID;
       string   strName;
       bool operator <(tagStudentInfo const& _A) const//升序排列
       {
          //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) < 0;
           return false;
       }
}StudentInfo,*PStudentInfo; //学生信息
void main()
{
    map<StudentInfo,int>mapStudent;//关键字具有唯一性，不能两个内容相同的StudentInfo
    StudentInfo studentInfo;
    studentInfo.nID = 2;
    studentInfo.strName="student_one";
    mapStudent.insert(pair<StudentInfo,int>(studentInfo, 90));
    studentInfo.nID=1;
    studentInfo.strName="student_two";
    mapStudent.insert(pair<StudentInfo,int>(studentInfo, 80));
    map<StudentInfo,int>::iterator p=mapStudent.begin();
    cout<<p->first.strName<<endl;p++;
    cout<<p->first.strName<<endl;
}
输出结果：
        student_two
        student_one

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。
示例：
#include<iostream>
#include <fstream>
#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) < 0;
              return false;
          }
};
void main()
{
    map<StudentInfo,int,sort>mapStudent;
    StudentInfo studentInfo;
    studentInfo.nID = 2;
    studentInfo.strName="student_one";
    mapStudent.insert(pair<StudentInfo,int>(studentInfo,90));
    studentInfo.nID=1;
    studentInfo.strName="student_two";
    mapStudent.insert(pair<StudentInfo,int>(studentInfo,80));
    map<StudentInfo,int,sort>::iterator p=mapStudent.begin();
    cout<<p->first.strName<<endl;p++;
    cout<<p->first.strName<<endl;
}

key_comp
语法:
   key_compare key_comp();
   key_comp()函数返回一个比较key的函数。
   先说key_compare类，它是一个函数对象类型，这种类型的对象的行为象一个函数指针，指向的函数必须是接受两个key类型的值并返回一个bool类型的值。象这样：bool myCompare(const key_type& key1, const key_type& key2);然后你在定义map的时候，可以指定一个key_compare类型，在map的声明中第三个模板参数就是。如果你不指定，它有一个缺省的less<>可用。这个函数对象被map用于插入一个新元素时确定它的位置，即map通过调用这个函数，把新元素中的key和map里面已有元素的key进行比较，以找出新元素应该放在哪。

lower_bound
语法:
iterator lower_bound(const Key& key);
const_iterator lower_bound(const Key& key) const;
lower_bound()函数返回一个迭代器，指向map中键值<=key的第一个元素。If no such element exists, the function returns end().
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.

max_size
语法:
size_type max_size();
max_size()函数返回map能够保存的最大元素个数。
rbegin
语法:
reverse_iterator rbegin();
rbegin()函数返回一个指向map尾部的逆向迭代器。
rend
语法:
reverse_iterator rend();
rend()函数返回一个指向map头部的逆向迭代器。
size
语法:
size_type size();
size()函数返回map中保存的元素个数。
swap
语法:
void swap( map &obj );
swap()交换obj和现map中的元素。
upper_bound
语法:
iterator upper_bound( const KEY_TYPE &key );
upper_bound()函数返回一个迭代器，指向map中键值>key的第一个元素。
value_comp
语法:
value_compare value_comp();
value_comp()函数返回一个比较元素value的函数。