C++中的map用法詳解

    Map是 STL的一個關聯(lián)容器，它提供一對一（其中第一個可以稱為關鍵字，每個關鍵字只能在map中出現(xiàn)一次，第二個可能稱為該關鍵字的值）的數(shù)據(jù) 處理能力，由 于這個特性，它完成有可能在我們處理一對一數(shù)據(jù)的時候，在編程上提供快速通道。這里說下map內部數(shù)據(jù)的組織，map內部自建一顆紅黑樹(一 種非嚴格意 義上的平衡二叉樹)，這顆樹具有對數(shù)據(jù)自動排序的功能，所以在map內部所有的數(shù)據(jù)都是有序的，后邊我們會見識到有序的好處。

1、map簡介

map是一類關聯(lián)式容器。它的特點是增加和刪除節(jié)點對迭代器的影響很小，除了那個操作節(jié)點，對其他的節(jié)點都沒有什么影響。

對于迭代器來說，可以修改實值，而不能修改key。

2、map的功能

自動建立Key － value的對應。key 和 value可以是任意你需要的類型。

根據(jù)key值快速查找記錄，查找的復雜度基本是Log(N)，如果有1000個記錄，最多查找10次，1,000,000個記錄，最多查找20次。

快速插入Key -Value 記錄。

快速刪除記錄

根據(jù)Key 修改value記錄。

遍歷所有記錄。

3、使用map

使用map得包含map類所在的頭文件

#include <map>  //注意，STL頭文件沒有擴展名.h

map對象是模板類，需要關鍵字和存儲對象兩個模板參數(shù)：

std:map<int,string> personnel;

這樣就定義了一個用int作為索引,并擁有相關聯(lián)的指向string的指針.

為了使用方便，可以對模板類進行一下類型定義，

typedef map<int,CString> UDT_MAP_INT_CSTRING;

UDT_MAP_INT_CSTRING enumMap;

4、       map的構造函數(shù)

map共提供了6個構造函數(shù)，這塊涉及到內存分配器這些東西，略過不表，在下面我們將接觸到一些map的構造方法，這里要說下的就是，我們通常用如下方法構造一個map：

map<int, string> mapStudent;

5、     數(shù)據(jù)的插入

在構造map容器后，我們就可以往里面插入數(shù)據(jù)了。這里講三種插入數(shù)據(jù)的方法：

第一種：用insert函數(shù)插入pair數(shù)據(jù)，下面舉例說明(以下代碼雖然是隨手寫的，應該可以在VC和GCC下編譯通過，大家可以運行下看什么效果，在VC下請加入這條語句，屏蔽4786警告 ＃pragma warning (disable:4786) )

1. //數(shù)據(jù)的插入--第一種：用insert函數(shù)插入pair數(shù)據(jù)  

#include <map>  
#include <string>  
#include <iostream>  
using namespace std;  
int 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"));  
    map<int, string>::iterator iter;  
    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)  
       cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
}

第二種：用insert函數(shù)插入value_type數(shù)據(jù)，下面舉例說明

#include <map>  
#include <string>  
#include <iostream>  
using namespace std;  
int main()   
{  
    map<int, string> mapStudent;  
    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));  
    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (2, "student_two"));  
    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (3, "student_three"));  
    map<int, string>::iterator iter;  
    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)  
       cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
}

第三種：用數(shù)組方式插入數(shù)據(jù)，下面舉例說

#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent[1] = "student_one";  
  
    mapStudent[2] = "student_two";  
  
    mapStudent[3] = "student_three";  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)  
  
        cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
  
}

以上三種用法，雖然都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入，但是它們是有區(qū)別的，當然了第一種和第二種在效果上是完成一樣的，用insert函數(shù)插入數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù) 的 插入上涉及到集合的唯一性這個概念，即當map中有這個關鍵字時，insert操作是插入數(shù)據(jù)不了的，但是用數(shù)組方式就不同了，它可以覆蓋以前該關鍵 字對 應的值，用程序說明

mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));

mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_two"));

上面這兩條語句執(zhí)行后，map中1這個關鍵字對應的值是“student_one”，第二條語句并沒有生效，那么這就涉及到我們怎么知道insert語句是否插入成功的問題了，可以用pair來獲得是否插入成功，程序如下

pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;

Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));

我們通過pair的第二個變量來知道是否插入成功，它的第一個變量返回的是一個map的迭代器，如果插入成功的話Insert_Pair.second應該是true的，否則為false。

下面給出完成代碼，演示插入成功與否問題

//驗證插入函數(shù)的作用效果  

#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;  
  
    Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));  
  
    if(Insert_Pair.second == true)  
  
        cout<<"Insert Successfully"<<endl;  
  
    else  
  
        cout<<"Insert Failure"<<endl;  
  
    Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_two"));  
  
    if(Insert_Pair.second == true)  
  
        cout<<"Insert Successfully"<<endl;  
  
    else  
  
        cout<<"Insert Failure"<<endl;  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)  
  
       cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
  
}

大家可以用如下程序，看下用數(shù)組插入在數(shù)據(jù)覆蓋上的效果

#include <map>  
#include <string>  
#include <iostream>  
using namespace std;  
  
int main()   
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent[1] = "student_one";  
  
    mapStudent[1] = "student_two";  
  
    mapStudent[2] = "student_three";  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)  
  
       cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
}

6、      map的大小

在往map里面插入了數(shù)據(jù)，我們怎么知道當前已經插入了多少數(shù)據(jù)呢，可以用size函數(shù)，用法如下：

Int nSize = mapStudent.size();

7、     數(shù)據(jù)的遍歷

這里也提供三種方法，對map進行遍歷

第一種：應用前向迭代器，上面舉例程序中到處都是了，略過不表

第二種：應用反相迭代器，下面舉例說明，要體會效果，請自個動手運行程序

//第二種，利用反向迭代器  

#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int 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"));  
  
    map<int, string>::reverse_iterator iter;  
  
    for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)  
  
        cout<<iter->first<<"  "<<iter->second<<endl;  
  
}  
 
 
第三種，用數(shù)組的形式，程序說明如下：
 
 
[cpp] view plain copy
 
//第三種：用數(shù)組方式，程序說明如下  
  
#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int 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"));  
  
    int nSize = mapStudent.size();  
  
//此處應注意，應該是 for(int nindex = 1; nindex <= nSize; nindex++)  
//而不是 for(int nindex = 0; nindex < nSize; nindex++)  
  
    for(int nindex = 1; nindex <= nSize; nindex++)  
  
        cout<<mapStudent[nindex]<<endl;  
  
}

8、    查找并獲取map中的元素（包括判定這個關鍵字是否在map中出現(xiàn)）

 在這里我們將體會，map在數(shù)據(jù)插入時保證有序的好處。

要判定一個數(shù)據(jù)（關鍵字）是否在map中出現(xiàn)的方法比較多，這里標題雖然是數(shù)據(jù)的查找，在這里將穿插著大量的map基本用法。

這里給出三種數(shù)據(jù)查找方法

第一種：用count函數(shù)來判定關鍵字是否出現(xiàn)，其缺點是無法定位數(shù)據(jù)出現(xiàn)位置,由于map的特性，一對一的映射關系，就決定了count函數(shù)的返回值只有兩個，要么是0，要么是1，出現(xiàn)的情況，當然是返回1了

第二種：用find函數(shù)來定位數(shù)據(jù)出現(xiàn)位置，它返回的一個迭代器，當數(shù)據(jù)出現(xiàn)時，它返回數(shù)據(jù)所在位置的迭代器，如果map中沒有要查找的數(shù)據(jù)，它返回的迭代器等于end函數(shù)返回的迭代器。

查找map中是否包含某個關鍵字條目用find()方法，傳入的參數(shù)是要查找的key，在這里需要提到的是begin()和end()兩個成員，

分別代表map對象中第一個條目和最后一個條目，這兩個數(shù)據(jù)的類型是iterator.

程序說明

#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int 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"));  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    iter = mapStudent.find(1);  
  
    if(iter != mapStudent.end())  
  
       cout<<"Find, the value is "<<iter->second<<endl;  
  
    else  
  
       cout<<"Do not Find"<<endl;  
      
    return 0;  
}

  通過map對象的方法獲取的iterator數(shù)據(jù)類型是一個std::pair對象，包括兩個數(shù)據(jù) iterator->first和 iterator->second分別代表關鍵字和存儲的數(shù)據(jù)。

第三種：這個方法用來判定數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)，是顯得笨了點，但是，我打算在這里講解

lower_bound函數(shù)用法，這個函數(shù)用來返回要查找關鍵字的下界(是一個迭代器)

upper_bound函數(shù)用法，這個函數(shù)用來返回要查找關鍵字的上界(是一個迭代器)

例如：map中已經插入了1，2，3，4的話，如果lower_bound(2)的話，返回的2，而upper-bound（2）的話，返回的就是3

Equal_range函數(shù)返回一個pair，pair里面第一個變量是Lower_bound返回的迭代器，pair里面第二個迭代器是Upper_bound返回的迭代器，如果這兩個迭代器相等的話，則說明map中不出現(xiàn)這個關鍵字，

程序說明

#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int main()  
  
{  
  
    map<int, string> mapStudent;  
  
    mapStudent[1] = "student_one";  
  
    mapStudent[3] = "student_three";  
  
    mapStudent[5] = "student_five";  
  
    map<int, string>::iterator iter;  
  
    iter = mapStudent.lower_bound(1);  
  
    //返回的是下界1的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    iter = mapStudent.lower_bound(2);  
  
    //返回的是下界3的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    iter = mapStudent.lower_bound(3);  
  
    //返回的是下界3的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    iter = mapStudent.upper_bound(2);  
  
    //返回的是上界3的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    iter = mapStudent.upper_bound(3);  
  
    //返回的是上界5的迭代器  
  
        cout<<iter->second<<endl;  
  
    pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mappair;  
  
    mappair = mapStudent.equal_range(2);  
  
    if(mappair.first == mappair.second)  
  
        cout<<"Do not Find"<<endl;  
  
    else  
  
        cout<<"Find"<<endl;  
  
    mappair = mapStudent.equal_range(3);  
  
    if(mappair.first == mappair.second)  
  
        cout<<"Do not Find"<<endl;  
  
    else  
  
        cout<<"Find"<<endl;  
  
    return 0;  
}

9、    從map中刪除元素

移除某個map中某個條目用erase（）

該成員方法的定義如下：

iterator erase（iterator it);//通過一個條目對象刪除

iterator erase（iterator first，iterator last）//刪除一個范圍

size_type erase(const Key&key);//通過關鍵字刪除

clear()就相當于enumMap.erase(enumMap.begin(),enumMap.end());

這里要用到erase函數(shù)，它有三個重載了的函數(shù)，下面在例子中詳細說明它們的用法

#include <map>  
  
#include <string>  
  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
int 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"));  
  
        //如果你要演示輸出效果，請選擇以下的一種，你看到的效果會比較好  
  
       //如果要刪除1,用迭代器刪除  
  
       map<int, string>::iterator iter;  
  
       iter = mapStudent.find(1);  
  
       mapStudent.erase(iter);  
  
       //如果要刪除1，用關鍵字刪除  
  
       int n = mapStudent.erase(1);//如果刪除了會返回1，否則返回0  
  
       //用迭代器，成片的刪除  
  
       //一下代碼把整個map清空  
  
       mapStudent.erase( mapStudent.begin(), mapStudent.end() );  
  
       //成片刪除要注意的是，也是STL的特性，刪除區(qū)間是一個前閉后開的集合  
  
       //自個加上遍歷代碼，打印輸出吧  
  
}

10、    map中的swap用法

map中的swap不是一個容器中的元素交換，而是兩個容器所有元素的交換。

11、     排序 ·  map中的sort問題

map中的元素是自動按Key升序排序，所以不能對map用sort函數(shù)；

這里要講的是一點比較高深的用法了,排序問題，STL中默認是采用小于號來排序的，以上代碼在排序上是不存在任何問題 的，因為上面的關鍵字是int 型，它本身支持小于號運算，在一些特殊情況，比如關鍵字是一個結構體，涉及到排序就會出現(xiàn)問題，因為它沒有小于號操 作，insert等函數(shù)在編譯的時候過 不去，下面給出兩個方法解決這個問題。

第一種：小于號重載，程序舉例。

#include <iostream>  
#include <string>  
#include <map>  
using namespace std;  
  
typedef struct tagStudentinfo  
  
{  
  
       int      niD;  
  
       string   strName;  
  
       bool operator < (tagStudentinfo const& _A) const  
  
       {     //這個函數(shù)指定排序策略，按niD排序，如果niD相等的話，按strName排序  
  
            if(niD < _A.niD) return true;  
  
            if(niD == _A.niD)  
  
                return strName.compare(_A.strName) < 0;  
  
        return false;  
  
       }  
  
}Studentinfo, *PStudentinfo; //學生信息  
  
int main()  
  
{  
  
    int nSize;   //用學生信息映射分數(shù)  
  
    map<Studentinfo, int>mapStudent;  
  
    map<Studentinfo, int>::iterator iter;  
  
    Studentinfo studentinfo;  
  
    studentinfo.niD = 1;  
  
    studentinfo.strName = "student_one";  
  
    mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, 90));  
  
    studentinfo.niD = 2;  
  
    studentinfo.strName = "student_two";  
  
    mapStudent.insert(pair<Studentinfo, int>(studentinfo, 80));  
  
    for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)  
  
        cout<<iter->first.niD<<' '<<iter->first.strName<<' '<<iter->second<<endl;  
  
    return 0;  
}

第二種：仿函數(shù)的應用，這個時候結構體中沒有直接的小于號重載，程序說明

//第二種：仿函數(shù)的應用，這個時候結構體中沒有直接的小于號重載，程序說明

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
//typedef pair<student_information,int, string> PAIR;  

typedef struct taginformation{
    int  id;
    string name;
}Student_information;
class sort{
public:
    bool operator() (Student_information const &A,Student_information const &B) const
    {
            if(A.id < B.id) {
                 return true;        
            }       
            else  if(A.id == B.id) {           
            　　　return A.name.compare(B.name)<0 ?true:false;    
            }       
        　 return false;    
    　}};
int main(){
    map<Student_information,int,sort> student;    
    map<Student_information,int> ::iterator it;    
    Student_information stu1, stu2, stu3;   
    
    stu1.id = 2;    stu1.name = "dtom";    
    student.insert(make_pair(stu1,stu1.id));
    
    stu2.id = 3, stu2.name = "ctom";    
    student.insert(pair<Student_information, int>(stu2,stu2.id));  
      
    stu3.id = 2, stu3.name = "ctom";    
    student.insert(pair<Student_information, int>(stu3,stu3.id));  
      
    for(it=student.begin();it!=student.end();it++)        
    cout<<it->first.id<<"\t"<<it->first.name <<endl;
}

由于STL是一個統(tǒng)一的整體，map的很多用法都和STL中其它的東西結合在一起，比如在排序上，這里默認用的是小于號，即less<>，如果要從大到小排序呢，這里涉及到的東西很多，在此無法一一加以說明。

還要說明的是，map中由于它內部有序，由紅黑樹保證，因此很多函數(shù)執(zhí)行的時間復雜度都是log2N的，如果用map函數(shù)可以實現(xiàn)的功能，而STL Algorithm也可以完成該功能，建議用map自帶函數(shù)，效率高一些。

下面說下，map在空間上的特性，否則，估計你用起來會有時候表現(xiàn)的比較郁悶，由于map 的每個數(shù)據(jù)對應紅黑樹上的一個節(jié)點，這個節(jié)點在不保存你的 數(shù)據(jù)時，是占用16個字節(jié)的，一個父節(jié)點指針，左右孩子指針，還有一個枚舉值（標示紅黑的，相 當于平衡二叉樹中的平衡因子），我想大家應該知道，這些地方 很費內存了吧，不說了……

12、map的基本操作函數(shù)：

     C++ maps是一種關聯(lián)式容器，包含“關鍵字/值”對

     begin()         返回指向map頭部的迭代器

     clear(）        刪除所有元素

     count()         返回指定元素出現(xiàn)的次數(shù)

     empty()         如果map為空則返回true

     end()           返回指向map末尾的迭代器

     equal_range()   返回特殊條目的迭代器對

     erase()         刪除一個元素

     find()          查找一個元素

     get_allocator() 返回map的配置器

     insert()        插入元素

     key_comp()      返回比較元素key的函數(shù)

     lower_bound()   返回鍵值>=給定元素的第一個位置

     max_size()      返回可以容納的最大元素個數(shù)

     rbegin()        返回一個指向map尾部的逆向迭代器

     rend()          返回一個指向map頭部的逆向迭代器

     size()          返回map中元素的個數(shù)

     swap()           交換兩個map

     upper_bound()    返回鍵值>給定元素的第一個位置

     value_comp()     返回比較元素value的函數(shù)