C++ 模拟Map



JDK中的Map类型采用键值对的方式保存数据，且键（key）不能重复。在HashMap的实现中实际采用了Hash分类加数组排序的方式。在C++中我没有采用这样的算法。而是通过首先对Key值进行二叉树排序，再查找对应的Value。而对整个树型结构排序则使用最基本的中序遍历。这些都是数据结构的知识，不太了解的可以查看我之前的博客（查找树ADT）。下面言归正传。

假设场景是我需要输入一系列的人名+年龄，然后按照人名字典排序显示所有数据。以下是测试方法：

 1 int main() { 2     using namespace std; 3     Item<string, int>* it1 = new Item<string, int>("Done", 18); 4     it1->put("Tom", 17); 5     it1->put("Kate", 15); 6     it1->put("Lory", 22); 7     it1->put("Xiaom", 14); 8     it1->put("Kate", 23); // 重复记录 9 10     cout << it1->size() << endl; // 結果：511 12     Item<string, int>* it2 = it1; // 调用拷贝构造13     Item<string, int>::Entry* ep = it2->sort(); // 获取数组指针14 15     for (int i = 0; i < it2->size(); i++) { // 遍历指针16         cout << ep[i].str_k << "=" << ep[i].str_v << endl;17     }18     return 0;19 }

（1）第8行添加了一条重复数据，应该覆盖第5行的数据。

（2）第12行调用拷贝函数，测试指针赋值是否正确。

（3）第15行遍历数组，查询数据。

下面是模板类的设计：

#ifndef ITEM_H_#define ITEM_H_#include <iostream>template<typename K, typename V>class Item {public:    struct Entry { // 构造一个内部结构用来保存排序对象        K str_k;        V str_v;    };private:    static int len; // 每次新增一个元素+1，作为size()的返回值    static int index; //返回数组的下标    K _key; // 键    V _value; // 值    Item* _left; // 左子树    Item* _right; // 右子树    void _sort(Item& item, Entry entry[]); // 内部排序方法public:    Item(const K& key, const V& value) :            _key(key), _value(value), _left(0), _right(0) {        len++;    }    virtual ~Item() { // 析构左子树指针和右子树指针        if (_left != 0)            delete _left;        if (_right != 0)            delete _right;    }    Item(const Item& o) : // 拷贝构造            _key(o._key), _value(o._value), _left(o._left), _right(o._right) {    }    Item& operator=(const Item& it) { // 默认赋值函数        _key = it._key;        _value = it._value;        if (_left != 0)            delete _left;        if (_right != 0)            delete _right;        _left = it._left;        _right = it._right;        return *this;    }    void put(const K& key, const V& value);    V get(const K& key) const;    int size() const;    Entry* sort() { // 采用中序遍历方法排序        Entry* entry = new Entry[len];        _sort(*this, entry);        return entry;    }};template<typename K, typename V>int Item<K, V>::len = 0;template<typename K, typename V>int Item<K, V>::index = 0;template<typename K, typename V>void Item<K, V>::put(const K& key, const V& value) {    if (key == _key) {        _key = key;        _value = value;    } else if (key > _key) {        if (_right == 0) {            Item* r = new Item(key, value);            _right = r;        } else {            _right->put(key, value);        }    } else if (key < _key) {        if (_left == 0) {            Item* l = new Item(key, value);            _left = l;        } else {            _left->put(key, value);        }    }}template<typename K, typename V>V Item<K, V>::get(const K& key) const {    if (key == _key) {        return _value;    } else if (key < _key) {        if (_left == 0) {            return 0;        } else {            _left->get(key);        }    } else if (key > _key) {        if (_right == 0) {            return 0;        } else {            _right->get(key);        }    }}template<typename K, typename V>int Item<K, V>::size() const {    return len;}template<typename K, typename V>void Item<K, V>::_sort(Item& item, Entry entry[]) {    if (item._left == 0) {        entry[index].str_k = item._key;        entry[index].str_v = item._value;        index++;    } else {        _sort(*item._left, entry);        entry[index].str_k = item._key;        entry[index].str_v = item._value;        index++;    }    if (item._right == 0) {        return;    } else {        _sort(*item._right, entry);    }}#endif /* ITEM_H_ */

部分注释我已经下载的代码中，这里做几点说明：

（1）二叉树排序的原则是先形成树根，然后新进入的数据与树根比较。如果小于树根则形成新的二叉树结构并放在左侧形成左子树。反之形成右子树。如果左子树（右子树）已经存在则采取递归的方式插入。

（2）二叉树遍历的原则是先处理左子树，再处理树根，最后处理右子树。同样也需要采用递归查询。

（3）C++不同于Java，最好是自己实现拷贝构造和重载赋值函数。通常情况下，拷贝构造和重载赋值函数效果相同，但在本例中大家可以看到。重载赋值函数需要首先对自己的左右子树的指针析构再赋值。

（4）由于C++编译方式的不同，类中的静态常量是不可以直接赋值的。需要在声明之后再定义数据，并且定义的顺序也很重要。