C++（15）STL实践与分析之Map类型

来源：互联网发布：js跳转页面弹出新页面编辑：程序博客网时间：2024/05/29 03:19

STL实践与分析

--map类型（上）

引：

map是键-值对的集合。map类型通常可以理解为关联数组：可以通过使用键作为下标来获取一个值，正如内置数组类型一样；而关联的本质在于元素的值与某个特定的键相关联，而并非通过元素在容器中的位置来获取。

一、map对象的定义

1、定义map对象时，必须分别指明键和值的类型：

[cpp] view plaincopy
map<string,int> wordCnt;  

map的构造函数

map<K,V>m;

创建一个名为m的空对象，其键和值的类型分别为K和V

map<K,V>m(m2);

创建m2的对象副本m，m和m2的键与值的类型必须完全一致

map<K,V>m(b,e);

创建map类型的对象m,存储迭代器b和e标记的范围内所有元素的副本。

迭代器元素的类型必须能转换为pair<constK, V>

2、键类型的约束

在使用关联容器时,它的键不但有一个类型,而且还有一个相关的比较函数。默认情况下,标准库使用键类型定义的<操作符来实现键(keytype)的比较。

对于键类型,唯一的约束就是必须支持<操作符,至于是否支持其他的关系或相等运算,则不作要求。

[html] view plaincopy
//P310 习题10.5  
    typedef list<int> lineNo;  
    map<string,lineNo> word_line;  
    //等同于  
    map<string,list<int> > word_line;  

二、map定义的类型

由于map对象的元素是键-值对，因此map对象的value_type是存储元素的键以及值类型的pair类型，而且键为const。

map类定义的类型

map<K,V>::key_type

在map容器中，用作索引的键类型

map<K,V>::mapped_type

在map容器中，键所关联的值类型

map<K,V>::value_type

一个pair类型：first元素具有

constmap<K,V>::key_type类型，而second元素则为map<K,V>::mapped_type类型

1、对map迭代器进行解引用将产生pair类型的对象

[html] view plaincopy
map<string,int> word_count;  
word_count.insert(make_pair("C++ Primer",1));  
map<string,int>::iterator map_iter = word_count.begin();  
cout << map_iter -> first << " "  
     << map_iter -> second << endl;  
map_iter -> first = "Effective C++";    //Error  
map_iter -> second = 3;                 //OK  

2、map容器额外定义的类型别名

map类额外定义了两种类型:key_type和mapped_type,以获得键或值的类型。对于word_count,其key_type是string类型（注意不是conststring）,而mapped_type则是int型。

[html] view plaincopy
map<string,int> word_count;  
word_count.insert(make_pair("C++ Primer",1));  
map<string,int>::iterator map_iter = word_count.begin();  
  
map<string,int>::key_type first = map_iter -> first;  
map<string,int>::mapped_type second = map_iter -> second;  
  
first = "Effective C++";  
  
cout << first << " "  
     << second << endl;  

三、给map添加元素

添加元素：

1、可以使用insert成员实现；

2、或者先通过下标操作符获取元素，然后给获取的元素赋值。

四、使用下标访问map对象

[html] view plaincopy
/** 该程序将发生下面几件事  
 *1. 在 word_count 中查找键为 Anna 的元素,没有找到。  
 *2. 将一个新的键-值对插入到 word_count 中。它的键是 const string 类型的对象,  
 *  保存 Anna。而它的值则采用值初始化,这就意味着在本例中值为 0。  
 *3. 将这个新的键-值对插入到 word_count 中。  
 *4. 读取新插入的元素,并将它的值赋为 1。  
 */  
map<string,int> word_count;  
word_count["Anna"] = 1;  
cout << word_count["Anna"] << endl;  
cout << word_count["anna"] << endl;  
cout << word_count.size() << endl;  

使用下标访问map与使用下标访问数组或vector的行为截然不同:用下标访问不存在的元素将导致在map容器中添加一个新元素,它的键即为该下标值。

1、下表操作符返回值的使用

[html] view plaincopy
//通常来说，下标操作符返回左值  
cout << word_count["Anna"] << endl;  
++ word_count["Anna"];  
cout << word_count["Anna"] << endl;  

有别于vector或string类型，map下标操作符返回的类型与对map迭代器进行解引用或的类型不同：map迭代器返回的是value_type类型的值– 包含constkey_type和mapped_type类型的pair对象；而下标操作符返回一个mapped_type类型的值。

2、使用下标行为的意义

对于map容器,如果下标所表示的键在容器中不存在,则添加新元素,这一特性可使程序惊人地简练:

[html] view plaincopy
map<string,int> word_cnt;  
string str;  
  
while (cin >> str)  
{  
    ++ word_cnt[str];  
}  
  
for (map<string,int>::iterator iter = word_cnt.begin(); iter != word_cnt.end(); ++iter)  
{  
    cout << "First: " << iter -> first << "\tSecond: " << iter -> second << endl;  
}  

[html] view plaincopy
//P312 习题10.9  
int main()  
{  
    freopen("input","r",stdin);  
    map<string,int> word_cnt;  
    string str;  
  
    while (cin >> str)  
    {  
        ++ word_cnt[str];  
    }  
  
    cout << "Word:\t\tTimes:" << endl;  
    for (map<string,int>::iterator iter = word_cnt.begin(); iter != word_cnt.end(); ++iter)  
    {  
        cout << iter -> first << "\t\t" << iter -> second << endl;  
    }  
}  

五、map::insert的使用

在map容器中，键影响了实参的类型,与vector的差别：

a.插入单个元素的insert版本使用键-值pair类型的参数。类似地,对于参数为一对迭代器的版本,迭代器必须指向键-值pair类型的元素。

b. map容器的接受单个值的insert版本的返回类型。

map容器提供的insert操作

m.insert(e)

e是一个用在m上的value_type类型的值。如果键(e.first)不在m中,则插入一个值为e.second的新元素;如果该键在m中已存在,则保持m不变。该函数返回一个pair类型对象,包含指向键为e.first的元素的map迭代器,以及一个bool类型的对象,表示是否插入了该元素

m.insert(b,e)

beg和end是标记元素范围的迭代器,其中的元素必须为m.value_type类型的键-值对。对于该范围内的所有元素,如果它的键在m中不存在,则将该键及其关联的值插入到m。返回void类型

m.insert(iter,e)

e是一个用在m上的value_type类型的值。如果键(e.first)不在m中,则创建新元素,并以迭代器iter为起点搜索新元素存储的位置。返回一个迭代器,指向m中具有给定键的元素

1、以insert代替下标运算

[html] view plaincopy
//创建一个pair对象，将之直接插入到map容器中  
word_cnt.insert(map<string,int>::value_type("Anna",1));  

使用insert成员可以有效的避免下标操作符带来的副作用：不必要的初始化。

传递给insert的实参相当笨拙，可以使用两种方法简化：

1）使用make_pair：

[html] view plaincopy
word_cnt.insert(make_pair("Anna",1));  

2）使用typedef：

[html] view plaincopy
typedef map<string,int>::value_type valType;  
word_cnt.insert(valType("Anna",2));  

2、检测insert的返回值

带有一个键-值pair形参的insert版本将返回一个值:包含一个迭代器和一个bool值的pair对象,其中迭代器指向map中具有相应键的元素,而bool值则表示是否插入了该元素。如果该键已在容器中,则其关联的值保持不变,返回的bool值为false，如果该键并不存在于容器中，则bool值为trul。在这两种情况下,迭代器都将指向具有给定键的元素。

[html] view plaincopy
//重写前面的字符统计函数  
map<string,int> word_cnt;  
string word;  
  
while (cin >> word)  
{  
    pair<map<string,int>::iterator,bool> res = word_cnt.insert(make_pair(word,1));  
  
    if (!res.second)  
        ++ res.first -> second;  
}  

3、语法展开【解释上面的例程】

[html] view plaincopy
pair<map<string,int>::iterator,bool> res = word_cnt.insert(make_pair(word,1));  

对于：

[html] view plaincopy
++res.first -> second;  

可以理解为：

[html] view plaincopy
++((res.first) -> second);  

这个表达式一步步地展开解释:

1)res存储insert函数返回的pair对象。该pair的first成员是一个map迭代器,指向插入的键。

2)res.first从insert返回的pair对象中获取map迭代器。

3)res.first-> second对该迭代器进行解引用,获得一个value_type类型的对象。这个对象同样是pair类型的,它的second成员即为我们所添加的元素的值部分。

4)++res.first -> second实现该值的自增运算。

STL实践与分析

--map类型（下）

六、查找并读取map中的元素

map容器提供了两个操作：count和find，用于检查某个键是否存在而不会插入该键：

不修改map对象的查询

m.count(k)

返回m中k的出现次数

m.find(k)

如果m容器中存在k索引的元素，则返回指向该元素的迭代器。如果不存在，则返回超出末端的迭代器

1、使用count检查map对象中某键是否存在

因为map容器只允许一个键对应一个实例，所以，对于map对象，count成员的返回值只能是1或0。

如果返回值非0，则可以使用下标操作符来获取该键所关联的值，而不必担心这样会在map容器中插入新元素：

[cpp] view plaincopy
int occurs = 0;  
if (word_cnt.count("Dream"))  
{  
    occurs = word_cnt["Dream"];  
}  
cout << occurs << endl;  

2、读取元素而不插入元素

[cpp] view plaincopy
int occurs = 0;  
map<string,int>::iterator iter = word_cnt.find("Dream");  
if (iter != word_cnt.end())  
{  
    occurs = iter -> second;  
}  
cout << occurs << endl;  

[html] view plaincopy
//P316 习题10.16  
map<string,vector<int> > str_vec;  
map<string,vector<int> >::iterator iter = str_vec.find("dream");  

七、从map对象中删除元素

从map对象中删除元素

m.erase(K)

删除m中键为K的元素。返回size_type类型的值，表示删除的元素个数

m.erase(p)

从m中删除迭代器p所指向的元素。p必须指向m中确实存在的元素，而且不能等于m.end()。返回void类型

m.erase(b,e)

从m中删除一段范围内的元素,该范围由迭代器对b和e标记。b和e必须标记m中的一段有效范围:即b和e都必须指向m中的元素或最后一个元素的下一个位置。而且,b和e要么相等(此时删除的范围为空),要么b所指向的元素必须出现在e所指向的元素之前。返回void类型

[cpp] view plaincopy
int remCount = 0;  
if (remCount = word_cnt.erase("Dream"))  
{  
    cout << "Have removed " << remCount << " words" << endl;  
}  
else  
{  
    cout << "Not found!" << endl;  
}  

erase函数返回被删除元素的个数。对于map容器，该值必然是0或者1。如果返回0值，则表示该元素并不存在于map容器中。

八、map对象的迭代遍历

与其他容器一样，map同样提供了begin和end运算，以生成用于遍历整个容器的迭代器：

[html] view plaincopy
cout << "First:\t\tSecond:" << endl;  
map<string,int>::iterator iter = word_cnt.begin();  
while (iter != word_cnt.end())  
{  
    cout << iter -> first << "\t\t" << iter -> second << endl;  
    ++ iter;  
}  

或：

[html] view plaincopy
cout << "First:\t\tSecond:" << endl;  
typedef map<string,int>::iterator mapIter;  
for (mapIter iter = word_cnt.begin(); iter != word_cnt.end(); ++iter)  
{  
    cout << iter -> first << "\t\t" << iter -> second << endl;  
}  

在使用迭代器遍历map容器时，迭代器指向的元素按照键的升序排列。

九、“单词转换”map对象

1、问题：

给出一个string对象,把它转换为另一个string对象。本程序的输入是两个文件。第一个文件包括了若干单词对,每对的第一个单词将出现在输入的字符串中,而第二个单词则是用于输出。本质上,这个文件提供的是单词转换的集合——在遇到第一个单词时,应该将之替换为第二个单词。第二个文件则提供了需要转换的文本。如果单词转换文件的内容是:

[plain] view plaincopy
'em them   
cuz because   
gratz grateful   
i I   
nah no  
pos supposed   
sez said   
tanx thanks   
wuz was  

2、测试样例

而要转换的文本是:

[plain] view plaincopy
nah i sez tanx cuz i wuz pos to   
not cuz i wuz gratz   

则程序将产生如下输出结果:

[plain] view plaincopy
no I said thanks because I was supposed to   
not because I was grateful  

4、思路：

将被替换的单词作为键，而用作的替换的单词则作为其相应要替换的值。

5、程序：

[cpp] view plaincopy
#include <iostream>  
#include <sstream>  
#include <fstream>  
#include <map>  
using namespace std;  
  
int main()  
{  
    ifstream inFile("input1");  
    string line,firWord,secWord;  
    map<string,string> convMap;  
  
    while (getline(inFile,line))  
    {  
        istringstream strItem(line);  
        while (strItem >> firWord >> secWord)  
        {  
            convMap.insert(make_pair(firWord,secWord));  
        }  
    }  
  
    inFile.close();  
    inFile.clear();  
    inFile.open("input2");  
  
    string word;  
    while (getline(inFile,line))  
    {  
        istringstream strItem(line);  
        while (strItem >> word)  
        {  
            map<string,string>::iterator iter = convMap.find(word);  
            if (iter != convMap.end())  
            {  
                cout << iter -> second << ' ';  
            }  
            else  
            {  
                cout << word << ' ';  
            }  
        }  
        cout << endl;  
    }  
}  

[cpp] view plaincopy
//附上书上的原程序  
int main(int argc, char **argv)  
{  
    map<string, string> trans_map;  
    string key, value;  
    if (argc != 3)  
        throw runtime_error("wrong number of arguments");  
  
    ifstream map_file;  
    if (!open_file(map_file, argv[1]))  
        throw runtime_error("no transformation file");  
  
    while (map_file >> key >> value)  
        trans_map.insert(make_pair(key, value));  
  
    ifstream input;  
    if (!open_file(input, argv[2]))  
        throw runtime_error("no input file");  
    string line;  
    while (getline(input, line))  
    {  
        istringstream stream(line);  
        string word;  
        bool firstword = true;  
        while (stream >> word)  
        {  
            map<string, string>::const_iterator map_it =  
                trans_map.find(word);  
            if (map_it != trans_map.end())  
                word = map_it->second;  
            if (firstword)  
                firstword = false;  
            else  
                cout << " ";  
            cout << word;  
        }  
        cout << endl;  
    }  
    return 0;  
}  

[plain] view plaincopy
//P319 习题10.18  
#include <iostream>  
#include <fstream>  
#include <string>  
#include <map>  
#include <vector>  
using namespace std;  
  
int main()  
{  
    typedef string Family;  
    typedef vector<string> Names;  
    map<Family,Names> pepMap;  
  
    Family first;  
    string second;  
    ifstream inFile("input");  
    while (inFile >> first >> second)  
    {  
        Names child;  
        pair<map<Family,Names>::iterator,bool> res = pepMap.insert(make_pair(first,child));  
        res.first -> second.push_back(second);  
    }  
  
    inFile.close();  
    inFile.clear();  
    inFile.open("test");  
  
    string searchFamily;  
    while (inFile >> searchFamily)  
    {  
        map<Family,Names>::iterator iter = pepMap.find(searchFamily);  
  
        if (iter == pepMap.end())  
        {  
            cout << "NO this Family name" << endl;  
        }  
        else  
        {  
            cout << iter -> first << ":" << endl;  
            Names::iterator itName = iter -> second.begin();  
            while (itName != iter -> second.end())  
            {  
                cout << *itName << endl;  
                ++ itName;  
            }  
            cout << endl;  
        }  
    }  
}  

本文借鉴：http://blog.csdn.net/column/details/zjf666.html?&page=4

0 0