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本仓库提供STL相关每一篇文章的完整可运行示例代码。 

git clone https://github.com/MaikieMaiky/cpp_STL.git

map 基本概念

map 是一个按 key 自动排序的键值对容器。

每个元素本质上都是一个 pair：

  • first：key，起到索引作用
  • second：value，表示 key 对应的值
map<string, int> score;

可以理解为：

姓名 -> 分数
单词 -> 出现次数
编号 -> 对象

特点：

  1. map 属于关联式容器，底层通常是红黑树
  2. 所有元素会按照 key 自动排序
  3. map 不允许重复 key，multimap 允许重复 key
  4. 查找、插入、删除的效率通常是 O(log n)

常见用途：

  • 建立映射关系：姓名 -> 年龄、学号 -> 学生信息
  • 统计次数：数字 -> 出现次数、单词 -> 出现次数

map 构造和赋值

原型：

  • map<T1, T2> mp; // 默认构造函数
  • map(const map &mp); // 拷贝构造函数
  • map& operator=(const map &mp); // 重载等号操作符

补充：map<T1, T2> 中，T1 是 key 的类型，T2 是 value 的类型。

  • 示例

    // map构造和赋值
/**
 * map<T1, T2> mp;                      // 默认构造函数
 * map(const map &mp);                  // 拷贝构造函数
 * map& operator=(const map &mp);       // 重载等号操作符
 *
 * map容器特点：
 * 1. map中所有元素都是pair
 * 2. pair中第一个元素为key，起到索引作用，第二个元素为value
 * 3. 所有元素都会根据元素的key自动排序
 */
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

void print_map(const map<int, int>& m)
{
    for (auto &p : m)
    {
        cout << "key = " << p.first << " value = " << p.second << endl;
    }
    cout << endl;
}

void test0()
{
    // 1. 默认构造
    map<int, int> m1;

    // map容器插入数据需要使用pair
    m1.insert({1, 10});
    m1.insert(pair<int, int>(2, 20));
    m1.insert(pair<int, int>(3, 30));
    m1[4] = 40;
    cout << "m1 = " << endl;
    print_map(m1);

    // 2. 拷贝构造
    map<int, int> m2(m1);
    cout << "m2 = " << endl;
    print_map(m2);

    // 3. 赋值
    map<int, int> m3;
    m3 = m1;
    cout << "m3 = " << endl;
    print_map(m3);
}

int main()
{
    test0();
    return 0;
}

map 大小和交换

原型：

  • size(); // 返回容器中元素的数目

  • empty(); // 判断容器是否为空

  • swap(mp); // 交换两个 map 容器

  • 示例

    // map大小和交换
/**
 * size();      // 返回容器中元素的数目
 * empty();     // 判断容器是否为空
 * swap(mp);    // 交换两个map容器
 */
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

void print_map(const map<int, int>& m)
{
    for (map<int, int>::const_iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
    {
        cout << "key = " << (*it).first << " value = " << (*it).second << endl;
    }
    cout << endl;
}

void test0()
{
    map<int, int> m1;
    m1.insert(pair<int, int>(1, 10));
    m1.insert(pair<int, int>(2, 20));
    m1.insert(pair<int, int>(3, 30));

    if (m1.empty())
    {
        cout << "m1 is empty" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "m1 is not empty" << endl;
        cout << "m1 size = " << m1.size() << endl;
    }
}

void test1()
{
    map<int, int> m1;
    m1.insert(pair<int, int>(1, 10));
    m1.insert(pair<int, int>(2, 20));
    m1.insert(pair<int, int>(3, 30));

    map<int, int> m2;
    m2.insert(pair<int, int>(4, 40));
    m2.insert(pair<int, int>(5, 50));
    m2.insert(pair<int, int>(6, 60));

    cout << "before swap:" << endl;
    cout << "m1 = " << endl;
    print_map(m1);
    cout << "m2 = " << endl;
    print_map(m2);

    m1.swap(m2);

    cout << "after swap:" << endl;
    cout << "m1 = " << endl;
    print_map(m1);
    cout << "m2 = " << endl;
    print_map(m2);
}

int main()
{
    test0();
    test1();
    return 0;
}

map 插入和删除

原型：

  • insert({key, value}); // 插入键值对，key 一样则插入失败
  • insert(make_pair(key, value)); // 插入键值对
  • operator[](key) = value; // 通过 [] 插入或修改，key 一样则覆盖 value
  • erase(pos); // 删除 pos 迭代器所指的元素
  • erase(beg, end); // 删除区间 [beg, end) 的元素
  • erase(key); // 删除 key 对应的元素
  • clear(); // 清除所有元素

注意：

  • insert：key 已存在，不覆盖

  • []：key 已存在，会修改 value

  • 如果只是查询 key 是否存在，不建议用 []，因为 key 不存在时会自动插入默认值

  • 示例

    // map插入和删除
/**
 * insert({key, value});                            // 在容器中插入元素 key一样则插入失败
 * insert(make_pair(key, value));                   // 在容器中插入元素 key一样则插入失败
 * insert(pair<int, int>(key, value));              // 在容器中插入元素 key一样则插入失败
 * insert(map<int, int>::value_type(key, value));   // 在容器中插入元素 key一样则插入失败
 * operator[](key) = value;                         // 通过[]方式插入/修改元素 key一样则覆盖value
 * erase(pos);                                      // 删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器
 * 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
 * erase(key);                                      // 删除容器中key对应的元素
 * clear();                                         // 清除所有元素
 */
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

void print_map(const map<int, int>& m)
{
    for (map<int, int>::const_iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
    {
        cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
    }
    cout << endl;
}

void test0()
{
    map<int, int> m1;

    // 1. insert
    m1.insert(pair<int, int>(1, 10));
    m1.insert(make_pair(2, 20));
    m1.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
    m1[4] = 40;
    cout << "m1 = " << endl;
    print_map(m1);

    // 2. erase(pos)
    m1.erase(m1.begin());
    cout << "m1 = " << endl;
    print_map(m1);

    // 3. erase(beg, end)
    m1.erase(++m1.begin(), m1.end());
    cout << "m1 = " << endl;
    print_map(m1);

    // 4. erase(key)
    m1.erase(2);
    cout << "m1 = " << endl;
    print_map(m1);

    // 5. clear
    m1.clear();
    cout << "m1 = " << endl;
    print_map(m1);
}

int main()
{
    test0();
    return 0;
}

map 查找和统计

原型：

  • find(key); // 查找 key 是否存在，存在则返回该元素迭代器，不存在返回 map.end()
  • count(key); // 统计 key 的元素个数

注意：对于 map，count(key) 的结果只能是 0 或 1，因为 map 不允许重复 key。

  • 示例

    // map查找和统计
/**
 * find(key);      // 查找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()
 * count(key);     // 统计key的元素个数
 *
 * 对于map容器，count(key)的结果只能是0或1，因为map不允许插入重复key。
 */
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

void test0()
{
    map<int, int> m1;
    m1.insert({1, 10});
    m1.insert({2, 20});
    m1.insert({3, 30});
    m1.insert({4, 40});

    // 1. find
    map<int, int>::iterator pos = m1.find(3);
    if (pos != m1.end())
    {
        cout << "find the element: key = " << pos->first << " value = " << pos->second << endl;
    }
    else
    {
        cout << "not find the element" << endl;
    }

    map<int, int>::iterator pos2 = m1.find(30);
    if (pos2 != m1.end())
    {
        cout << "find the element: key = " << pos2->first << " value = " << pos2->second << endl;
    }
    else
    {
        cout << "not find the element" << endl;
    }

    // 2. count
    int num = m1.count(3);
    cout << "the number of key 3 is: " << num << endl;
}

int main()
{
    test0();
    return 0;
}

map 排序

原型：

  • map<T1, T2, Compare> mp; // 创建 map 容器时指定排序规则

说明：

  • map 默认按照 key 从小到大排序

  • 可以通过仿函数改变排序规则

  • 内置数据类型可以使用 greater<T> 实现降序

  • 示例

    // map排序
/**
 * map<T1, T2, Compare> mp;     // 创建map容器时指定排序规则
 *
 * map容器默认按照key从小到大排序。
 * 利用仿函数可以改变map容器的排序规则。
 * 内置数据类型可以使用greater<T>来生成仿函数
 */
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

class my_compare
{
public:
    bool operator()(int v1, int v2) const
    {
        return v1 > v2; // 降序
    }
};

void print_map(const map<int, int, my_compare>& m)
{
    for (map<int, int, my_compare>::const_iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
    {
        cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
    }
    cout << endl;
}

void test0()
{
    // 在创建时就要指定排序规则
    map<int, int, my_compare> m1;
    // map<int, int, greater<int>> m1;
    m1.insert({1, 10});
    m1.insert({2, 20});
    m1.insert({3, 30});
    m1.insert({4, 40});
    m1.insert({5, 50});

    cout << "m1 = " << endl;
    print_map(m1);
}

int main()
{
    test0();
    return 0;
}
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