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  • c++容器中map的应用

    原文链接:https://www.cnblogs.com/fnlingnzb-learner/p/5833051.html

    Map是STL的一个关联容器,它提供一对一(其中第一个可以称为关键字,每个关键字只能在map中出现一次,第二个可以称为该关键字的值)的数据 处理能力,由于这个特性,它完成有可能在我们处理一对一数据的时候,在编程上提供快速通道。这里说下map内部数据的组织,map内部自建一颗红黑树(一 种非严格意义上的平衡二叉树),这颗树具有对数据自动排序的功能,所以在map内部所有的数据都是有序的,后边我们会见识到有序的好处。

    1、map简介

    map是一类关联式容器。它的特点是增加和删除节点对迭代器的影响很小,除了那个操作节点,对其他的节点都没有什么影响。

    对于迭代器来说,可以修改实值,而不能修改key。

     

    2、map的功能

    自动建立Key - value的对应。key 和 value可以是任意你需要的类型。

    根据key值快速查找记录,查找的复杂度基本是Log(N),如果有1000个记录,最多查找10次,1,000,000个记录,最多查找20次。

    快速插入Key -Value 记录。

    快速删除记录

    根据Key 修改value记录。

    遍历所有记录。

     

    3、使用map

    使用map得包含map类所在的头文件

    #include <map>  //注意,STL头文件没有扩展名.h

    map对象是模板类,需要关键字和存储对象两个模板参数:

    std:map<int,string> personnel;

    这样就定义了一个用int作为索引,并拥有相关联的指向string的指针.

    为了使用方便,可以对模板类进行一下类型定义,

    typedef map<int,CString> UDT_MAP_INT_CSTRING;

    UDT_MAP_INT_CSTRING enumMap;

     

     4、map的构造函数

     map共提供了6个构造函数,这块涉及到内存分配器这些东西,略过不表,在下面我们将接触到一些map的构造方法,这里要说下的就是,我们通常用如下方法构造一个map:

     map<int, string> mapStudent;

     

     5、 数据的插入

     在构造map容器后,我们就可以往里面插入数据了。这里讲三种插入数据的方法:

    #include<map>
    #include<string>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    1.// 用insert插入pair数据 
    int main(){
        map<int ,string> mapst;
        mapst.insert(pair<int,string>(1,"student1"));
        mapst.insert(pair<int,string>(2,"student2"));
        mapst.insert(pair<int,string>(3,"student3"));
        map<int,string>::iterator it;
        for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
        cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
        return 0;
    }
    
    
    2.// 用insert函数插入value_type
    
    int main(){
        map<int,string> mapst;
        mapst.insert(map<int,string>::value_type(1,"student1"));
        mapst.insert(map<int,string>::value_type(2,"student2"));
        mapst.insert(map<int,string>::value_type(3,"student3"));
        map<int,string> ::iterator it;
        for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
        cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
    } 
    
    3.// 用数组方式插入
    
    int main(){
        map<int,string> mapst;
        mapst[1]="student1";
        mapst[2]="student2";
        mapst[3]="student3";
        map<int,string> ::iterator it;
        for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
        cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
    } 

    以上三种用法,虽然都可以实现数据的插入,但是他们是有区别的,当然了第一种和第二种在效果上是一样的,用insert函数插入数据,在数据的插入上设计到集合的唯一性这个概念,即当map中有这个关键字时,insert操作是插入数据不了的,但是用数组方式就不同了,它可以覆盖以前该关键字对应的值,用程序说明:

    mapst.insert(map<int,string>::value_type(1,"student1"));
    mapst.insert(map<int,string>::value_type(1,"student2"));

    上面这两条语句执行后,map中1这个关键字对应的值是“student_one”,第二条语句并没有生效,那么这就涉及到我们怎么知道insert语句是否插入成功的问题了,可以用pair来获得是否插入成功,程序如下

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

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

    我们通过pair的第二个变量来知道是否插入成功,它的第一个变量返回的是一个map的迭代器,如果插入成功的话Insert_Pair.second应该是true的,否则为false。

     下面给出完成代码,演示插入成功与否问题:

    #include<map>
    #include<string>
    #include<algorithm>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main(){
        map<int,string> mapst;
        pair<map<int ,string>::iterator,bool>insert_pair;
        insert_pair=mapst.insert(map<int,string>::value_type(1,"student1"));
        if(insert_pair.second==true) cout<<"insert successfully"<<endl;
        else cout<<"insert failure"<<endl;
        insert_pair=mapst.insert(pair<int,string>(1,"student2"));
        if(insert_pair.second==true) cout<<"insert successfully"<<endl;
        else cout<<"insert failure"<<endl;
        map<int,string>::iterator it;
        for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
        cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
    }

    运行结果:

    insert successfully
    insert failure
    1 student1

    用数组插入在数据覆盖上的效果

    #include<map>
    #include<string>
    #include<algorithm>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main(){
        map<int,string> mapst;
        mapst[1]="student1";
        mapst[1]="student2";
        mapst[2]="student3";
        map<int,string>::iterator it;
        for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
        cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
        return 0;
    }

    运行结果

    1 student2
    2 student3

    6、map的大小

     在往map里面插入了数据,我们怎么知道当前已经插入了多少数据呢,可以用size函数,用法如下:

     Int nSize = mapStudent.size();

    7、     数据的遍历

     

    这里也提供三种方法,对map进行遍历

     

    第一种:应用前向迭代器,上面举例程序中到处都是了,略过不表

     

    第二种:应用反相迭代器

    #include<map>
    #include<string>
    #include<algorithm>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main(){
        map<int,string> mapst;
        mapst.insert(pair<int,string>(1,"student1"));
        mapst.insert(pair<int,string>(2,"student2"));
        mapst.insert(pair<int,string>(3,"student3"));
        map<int,string>::reverse_iterator it;
        for(it=mapst.rbegin();it!=mapst.rend();it++)
        cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
        return 0;
    }

    运行结果:

    3 student3
    2 student2
    1 student1

    第三种,用数组的形式,程序说明:

    #include<map>
    #include<string>
    #include<algorithm>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main(){
        map<int,string> mapst;
        mapst.insert(pair<int,string>(1,"student1"));
        mapst.insert(pair<int,string>(2,"student2"));
        mapst.insert(pair<int,string>(3,"student3"));
        int nsize=mapst.size();
        //此处应注意,应该是 for(int i = 1; i <= nsize; i++)  
        //而不是 for(int i = 0; i < nsize; i++)  
        for(int i=1;i<=nsize;i++)
        cout<<mapst[i]<<endl;
        return 0;
    }

    运行结果:

    student1
    student2
    student3

    8、查找并获取map中的元素(包括判定这个关键字是否在map中出现)

    在这里我们将体会,map在数据插入时保证有序的好处。

    要判定一个数据(关键字)是否在map中出现的方法比较多,这里标题虽然是数据的查找,在这里将穿插着大量的map基本用法。

    这里给出三种数据查找方法 :

    第一种: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,出现的情况,当然是返回1了

    第二种:用find函数来定位数据出现位置,它返回的一个迭代器,当数据出现时,它返回数据所在位置的迭代器,如果map中没有要查找的数据,它返回的迭代器等于end函数返回的迭代器。

    查找map中是否包含某个关键字条目用find()方法,传入的参数是要查找的key,在这里需要提到的是begin()和end()两个成员,

    分别代表map对象中第一个条目和最后一个条目,这两个数据的类型是iterator.

     程序说明:

     

    #include<map>
    #include<string>
    #include<algorithm>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main(){
        map<int,string> mapst;
        mapst.insert(pair<int,string>(1,"student1"));
        mapst.insert(pair<int,string>(2,"student2"));
        mapst.insert(pair<int,string>(3,"student3"));
        int nsize=mapst.size();
        map<int,string>::iterator it;
        it=mapst.find(1);
        if(it!=mapst.end())
        cout<<"Find,the value is"<<it->second<<endl;
        else cout<<"Do not Find"<<endl;
        return 0;
    }

     

    运行结果:

    Find,the value is  student1

     

    通过map对象的方法获取的iterator数据类型是一个std::pair对象,包括两个数据 iterator->first和 iterator->second分别代表关键字和存储的数据。

     

    第三种:这个方法用来判定数据是否出现,

    lower_bound函数用法,这个函数用来返回要查找关键字的下界(是一个迭代器)

    upper_bound函数用法,这个函数用来返回要查找关键字的上界(是一个迭代器)

    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

    Equal_range函数返回一个pair,pair里面第一个变量是Lower_bound返回的迭代器,pair里面第二个迭代器是Upper_bound返回的迭代器,如果这两个迭代器相等的话,则说明map中不出现这个关键字。

     

    #include<map>
    #include<string>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main(){
        map<int,string>mapst;
        mapst[1]="student1";
        mapst[3]="student3";
        mapst[5]="student5";
        map<int,string>::iterator it;
        it=mapst.lower_bound(1);
        cout<<it->second<<endl;
        it=mapst.lower_bound(2);
        cout<<it->second<<endl;
        it=mapst.lower_bound(3);
        cout<<it->second<<endl;
        it=mapst.upper_bound(2);
        cout<<it->second<<endl;
        it=mapst.upper_bound(3);
        cout<<it->second<<endl;
        pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mappair;   
        mappair = mapst.equal_range(2);  
        if(mappair.first == mappair.second)  
            cout<<"Do not Find"<<endl;  
        else  
            cout<<"Find"<<endl;  
        mappair = mapst.equal_range(3);  
        if(mappair.first == mappair.second)  
            cout<<"Do not Find"<<endl;  
        else  
            cout<<"Find"<<endl;  
        return 0; 
    }

     

    运行结果:

    student1
    student3
    student3
    student3
    student5
    Do not Find
    Find

    9、    从map中删除元素 

    移除某个map中某个条目用erase()

    该成员方法的定义如下:

    iterator erase(iterator it);//通过一个条目对象删除

    iterator erase(iterator first,iterator last)//删除一个范围

    size_type erase(const Key&key);//通过关键字删除

    clear()就相当于enumMap.erase(enumMap.begin(),enumMap.end());

     这里要用到erase函数,它有三个重载了的函数,下面在例子中详细说明它们的用法:

    #include<map>
    #include<string>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main(){
        map<int,string>mapst;
        mapst.insert(pair<int, string>(1, "student1"));  
        mapst.insert(pair<int, string>(2, "student2"));  
        mapst.insert(pair<int, string>(3, "student3")); 
        map<int,string>::iterator it;
        it=mapst.find(1);
        mapst.erase(it);  //擦去容器1 
    //    int n=mapst.erase(1);  //如果删除了会返回1,否则返回0
    //    mapst.erase(mapst.begin(),mapst.end());  //用迭代器,成片的删除  一下代码把整个map清空 
        for(it=mapst.begin();it!=mapst.end();it++)
        cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl; 
        return 0; 
    }

    运行结果:

    2 student2
    3 student3

    10.  map中的swap用法

    map中的swap不是一个容器中的元素交换,而是两个容器所有元素的交换。

    11.其他函数

     map的基本操作函数:

         C++ maps是一种关联式容器,包含“关键字/值”对

         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

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