關于STL中的map容器的一些總結

2020-01-26 15:49:54

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一、關于map的介紹

map是STL的一個容器，和set一樣，map也是一種關聯式容器。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中出現一次，第二個可能稱為該關鍵字的值）的數據處理能力，由于這個特性，有助于我們處理一對一數據。這里說下map內部數據的組織，map內部是自建一顆紅黑樹(一種非嚴格意義上的平衡二叉樹)，這顆樹具有對數據自動排序的功能，所以在map內部所有的數據都是有序的。學習map我們一定要理解什么是一對一的數據映射？比如：一個班級中，每個學生的學號跟他的姓名就存在著一一映射的關系，這個模型用map可能輕易描述，很明顯學號用int 描述，姓名用字符串描述采用的string，于是我們使用的map形式如下：map<int , string> student;

這里說一下map和set容器的區別。

對于map中的每個節點存儲的是一對信息，包括一個鍵和一個值，各個節點之間的鍵值不能重復。

對于set中的每個節點存儲的是一個信息，只有一個鍵，但是每個鍵值也是唯一的。set表示的是集合的概念。

對于map的學習，或者說是對STL中的容器的學習，要知道每種容器的實現原理，每種適合適合解決什么問題的，才是關鍵~~~~

二、map中常用的操作

2.1 map中的構造函數

復制代碼代碼如下:

map(); // 默認構造函數

map(const map& m) // 拷貝構造函數

map(iterator begin, iterator end ); //區間構造函數

map(iterator begin, iterator end, const traits& _compare) //帶比較謂詞的構造函數

map(iterator begin, iterator end, const traits& _compare, const allocator& all) //帶分配器

經過分析我們發現，map的構造函數主要是調用“拷貝構造函數”和利用“迭代器”進行初始化兩種方式。我想原因是很簡單的，因為，map中每個節點由一對值構成。這里還用寫一個程序演示一下map的構造函數嗎？

2.2 map中的一些基礎函數
begin，end，rbegin，rend，empty，clear，size，max_size。八個常用的函數，看到名字應該就知道怎么用了吧，看看代碼：

復制代碼代碼如下:

#pragma warning (disable:4786)

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    map<int,string> studentMessage;
    map<int,string>::iterator iter;
    studentMessage.insert(pair<int , string>(54090101,"Mike"));
    studentMessage.insert(pair<int , string>(54090102,"Sam"));
    studentMessage.insert(pair<int , string>(54090103,"Jake"));
    //begin獲取map中的第一個元素的迭代器,并且等于rend
    //end獲取map中的最后一個元素下一位置的迭代器，并且等于rbegin
    cout<<"迭代器中的元素如下："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }
    //看看max_size和size的值得意義
    cout<<"map 的 max_size 的值："<<studentMessage.max_size()<<endl;
    cout<<"map 的 size 的值："<<studentMessage.size()<<endl;
    //看看empty和clear的使用
    studentMessage.clear();
    if(studentMessage.empty())
    {
        cout<<"The map is Empty !!"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"The map is not Empty !!"<<endl;
    }
    return 0;
}

運行結果：

2.3 map中的的查找元素

map中用來查找的函數是find，但是能完成查找功能的函數卻并不止這一個，比如count也是可以完成查找的，因為map中的鍵值是不允許重復的，所以一個鍵值只能出現一次，這說明count的返回值就只能是0或1了，那么顯然這就能完成查找了，但是用count來完成查找并不是最優的選擇，因為原來的本意是用count來完成計數的，這在vector等序列式容器中是灰常好用的，而map中之所以有這個count函數，就是為了STL提供統一的接口，這樣說來map中的upper_bound和lower_bound，equel_range等函數組合起來也是可以完成查找功能的（想一想怎么實現）。這里有個疑問：count和find對于完成的效率是不是一致的呢？？

我們分別看看分別用find和count來完成查找：

復制代碼代碼如下:

#pragma warning (disable:4786)

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

using namespace std;

int main()
{
    map<int,string> studentMessage;
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090101,"Mike"));
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090102,"Sam"));
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090103,"Jake"));
    if(studentMessage.find(54090101) != studentMessage.end())
    {
        cout<<"find success !!"<<endl;
    }
    if(studentMessage.count(54090101))
    {
        cout<<"count success !!"<<endl;
    }
    return 0;
}

運行結果：
find success !!
count success !!

看到了嗎，count和find還是有區別的，那就是count只能單純的查找元素是否存在，而find能定位要查找元素的位置。有一點需要注意的是查找的參數是鍵值哦??！

2.4 map中數據的插入和刪除

無論是對于哪個容器，插入和刪除都是非常重要的操作，先說一說map中數據的插入，數據的插入大概有三種方式，第一種：insert（pair<T1,T2,>(key1,value1)）。第二種：insert(map<T1,T2>::value_type(key1,value1)）,這種插入方式和第一種基本相似。第三種：利用數組進行插入，這個一會用程序演示吧。

關于數據的刪除，大概有三種方式進行刪除：第一種：erase（map<T1,T2>::iterator iter），刪除迭代器所指的節點。第二種：erase（key k），根據鍵值進行刪除，刪除鍵值k所指的節點。第三種：erase（map<T1,T2>::iteratormap iter1，<T1,T2>::iteratoriter2），刪除iter1和iter2之間的數據。

復制代碼代碼如下:

#pragma warning(disable:4786)

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

using namespace std;

int main()
{
    /*
    map<int,string> tmp;
    map<int,string>::const_iterator iter1,iter2;
    tmp.insert(pair<int,string>(54090104,"Bob"));
    tmp.insert(pair<int,string>(54090105,"Ben"));
    iter1 = tmp.begin();
    iter2 = tmp.end();
    */
    map<int,string> studentMessage;
    map<int,string>::iterator iter;
    //向map中插入數據
    studentMessage.insert(pair<int,string>(54090101,"Mike"));
    studentMessage.insert(pair<int,string>(54090101,"MIKE"));//重復插入
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090102,"Sam"));
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090102,"SAM"));//重復插入
    studentMessage[54090103] = "Jake";
    studentMessage[54090103] = "JAKE";//重復插入

    //為了測試刪除，先插入兩個數據,看插入結果主要看上面的插入方式
    studentMessage[54090104] = "Bob";
    studentMessage[54090105] = "Ben";

    cout<<"完成插入后map中的數據："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }

    //從map中刪除數據
    iter = studentMessage.begin();
    studentMessage.erase(iter);
    cout<<"利用迭代器刪除map中第一個元素："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }
    studentMessage.erase(54090102);
    cout<<"利用鍵值刪除map中的第一個元素："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }
    studentMessage.erase(studentMessage.begin(),studentMessage.end());
    cout<<"利用范圍迭代器刪除map中的所有數據："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }
    return 0;
}