STL中关联容器map的用法详解

   MapSTL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,第二个可能称为该关键字的值)的数据处理能力,由于这个特性,
它完全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。

        下面举例说明什么是一对一的数据映射。比如一个班级中,每个学生的学号跟他的姓名
就存在着一一映射的关系,这个模型用map可能轻易描述,很明显学号用
int描述,姓名用
字符串描述(本篇文章中不用
char *来描述字符串,而是采用STLstring来描述),下面给
map描述代码Map mapStudent;

1.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 mapStudent;

2.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:
第一种:用insert函数插入pair数据,下面举例说明(以下代码虽然是随手写的,应该可以
在VC和GCC下编译通过,大家可以运行下看什么效果,在VC下请加入这条语句,屏蔽4786警
告  

#include "stdafx.h"
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
 map mapStudent;
 mapStudent.insert(pair(1, "student_one"));
 mapStudent.insert(pair(2, "student_two"));
 mapStudent.insert(pair(3, "student_three"));
 map::iterator  iter;
 for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
 {
  cout<first<<"."<second<  }
 getchar();
 return 0;
}

第二种:用insert函数插入value_type数据,下面举例说明
#include
#include
#include
Using namespace std;
int main()
{
      map mapStudent;
       mapStudent.insert(map::value_type (1, "student_one"));
       mapStudent.insert(map::value_type (2, "student_two"));
       mapStudent.insert(map::value_type (3, "student_three"));
       map::iterator  iter;
       for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
       {
          cout<first<<""<second<        }

}

第三种:用数组方式插入数据,下面举例说明
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
       map mapStudent;
       mapStudent[1] =  “student_one”;
       mapStudent[2] =  “student_two”;
       mapStudent[3] =  “student_three”;
       map::iterator  iter;
       for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
      {
       cout<first<<”   ”<second<       }
}


 以上三种用法,虽然都可以实现数据的插入,但是它们是有区别的,当然了第一种和第二种在效果
上是完成一样的,用insert函数插入数据,在数据的插入上涉及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

mapStudent.insert(map::value_type (1, “student_one”));
mapStudent.insert(map::value_type (1, “student_two”));

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::iterator, bool> Insert_Pair;
Insert_Pair = mapStudent.insert(map::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
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
       map mapStudent;
       pair::iterator, bool> Insert_Pair;
       Insert_Pair = mapStudent.insert(pair(1, "student_one"));
       if(Insert_Pair.second == true)
       {
           cout<<"student_one Insert Successfully"<        }
       else
       {
            cout<<"student_one Insert Failure"<        }
       Insert_Pair = mapStudent.insert(pair(1, "student_two"));
       if(Insert_Pair.second == true)
       {
              cout<<"student_two Insert Successfully"<        }
       else
       {
              cout<<"student_two Insert Failure"<        }
       map::iterator  iter;
       for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
       {
         cout<first<<"."<second<        }
    getchar();
    return 0;
}


大家可以用如下程序,看下用数组插入在数据覆盖上的效果
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
 map mapStudent;
 mapStudent[1] =  "student_one";
 mapStudent[1] =  "student_two";
 mapStudent[2] =  "student_three";
 map::iterator  iter;
 for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
 {
  cout<first<<"."<second<  }
 getchar();
 return 0;   
}

3.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();
4.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,下面举例说明,要体会效果,请自个动手运行程序

#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
       map mapStudent;
       mapStudent.insert(pair(1, “student_one”));
       mapStudent.insert(pair(2, “student_two”));
       mapStudent.insert(pair(3, “student_three”));
       map::reverse_iterator  iter;
       for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)
       {
          cout<first<<"  "<second<        }
}

第三种:用数组方式,程序说明如下
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
 map mapStudent;
 mapStudent.insert(pair(1, "student_one"));
 mapStudent.insert(pair(2, "student_two"));
 mapStudent.insert(pair(3, "student_three"));
 int nSize = mapStudent.size();
  for(int nIndex = 0; nIndex <= nSize; nIndex++)
 {
  cout<  }
 getchar();
 return 0; 
}

5.数据的查找(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,程序
说明

#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
       map mapStudent;
       mapStudent.insert(pair(1, "student_one"));
       mapStudent.insert(pair(2, "student_two"));
       mapStudent.insert(pair(3, "student_three"));
       map::iterator iter;
       iter = mapStudent.find(2);
       if(iter != mapStudent.end())
       {
         cout<<"Find, the value is "<second<        }
       else
       {
         cout<<"Do not Find"<        }
    getchar();
    return 0;
}

第三种:这个方法用来判定数据是否出现,是显得笨了点,但是,我打算在这里讲解
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,程序说明
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
       map mapStudent;
       mapStudent[1] =  “student_one”;
       mapStudent[3] =  “student_three”;
       mapStudent[5] =  “student_five”;
       map::iterator  iter;
       iter = mapStudent.lower_bound(2);
       {
        //返回的是下界3的迭代器
        cout<second<        }
       iter = mapStudent.lower_bound(3);
       {
         //返回的是下界3的迭代器
         cout<second<        }
       iter = mapStudent.upper_bound(2);
       {
        //返回的是上界3的迭代器
        cout<second<        }
       iter = mapStudent.upper_bound(3);
      {
       //返回的是上界5的迭代器
       cout<second<        }
      Pair::iterator, map::iterator> mapPair;
      mapPair = mapStudent.equal_range(2);
      if(mapPair.first == mapPair.second)
      {
         cout<<”Do not Find”<      }
     else
    {
        cout<<”Find”<    }
    mapPair = mapStudent.equal_range(3);
    if(mapPair.first == mapPair.second)
    {
         cout<<”Do not Find”<     }
   else
   {
       cout<<”Find”<   }
}

6.数据的清空与判空
清空map中的数据可以用clear()函数,判定map中是否有数据可以用empty()函数,它返回
true则说明是空map


7.数据的删除
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
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
       map mapStudent;
       mapStudent.insert(pair(1, “student_one”));
       mapStudent.insert(pair(2, “student_two”));
       mapStudent.insert(pair(3, “student_three”));
       //如果你要演示输出效果,请选择以下的一种,你看到的效果会比较好
       //如果要删除1,用迭代器删除
       map::iterator iter;
       iter = mapStudent.find(1);
       mapStudent.erase(iter);
       //如果要删除1,用关键字删除
       int n = mapStudent.erase(1);//如果删除了会返回1,否则返回0
       //用迭代器,成片的删除
       //一下代码把整个map清空
       mapStudent.earse(mapStudent.begin(), mapStudent.end());
       //成片删除要注意的是,也是STL的特性,删除区间是一个前闭后开的集合
       //自个加上遍历代码,打印输出吧
}

8.其他一些函数用法
这里有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函数,感觉到这些函数在编程用的
不是很多,略过不表,有兴趣的话可以自个研究

9.排序
这里要讲的是一点比较高深的用法了,排序问题,STL中默认是采用小于号来排序的,以
上代码在排序上是不存在任何问题的,因为上面的关键字是int型,它本身支持小于号
运算,在一些特殊情况,比如关键字是一个结构体,涉及到排序就会出现问题,因为它
没有小于号操作,insert等函数在编译的时候过不去,下面给出两个方法解决这个问题

第一种:小于号重载,程序举例
#include
#include
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
       Int      nID;
       String   strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo;  //学生信息

Int main()
{
    int nSize;
    //用学生信息映射分数
    mapmapStudent;
    map::iterator iter;
    StudentInfo studentInfo;
    studentInfo.nID = 1;
    studentInfo.strName = “student_one”;
    mapStudent.insert(pair(studentInfo, 90));
    studentInfo.nID = 2;
    studentInfo.strName = “student_two”;
    mapStudent.insert(pair(studentInfo, 80));
    for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
    cout<first.nID<first.strName<second< }
以上程序是无法编译通过的,只要重载小于号,就OK了,如下:
Typedef struct tagStudentInfo
{
       Int      nID;
       String   strName;
       Bool operator < (tagStudentInfo const& _A) const
       {
          //这个函数指定排序策略,按nID排序,如果nID相等的话,按strName排序
          If(nID < _A.nID)  return true;
          If(nID == _A.nID) return strName.compare(_A.strName) < 0;
          Return false;
       }
}StudentInfo, *PStudentInfo;  //学生信息


第二种:仿函数的应用,这个时候结构体中没有直接的小于号重载,程序说明
#include
#include
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
       Int      nID;
       String   strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo;  //学生信息

Classs sort
{
       Public:
       Bool operator() (StudentInfo const &_A, StudentInfo const &_B) const
       {
              If(_A.nID < _B.nID) return true;
              If(_A.nID == _B.nID) return _A.strName.compare(_B.strName) < 0;
              Return false;
       }
};

int main()
{
       //
用学生信息映射分数
       mapmapStudent;
       StudentInfo studentInfo;
       studentInfo.nID = 1;
       studentInfo.strName = “student_one”;
       mapStudent.insert(pair(studentInfo, 90));
       studentInfo.nID = 2;
       studentInfo.strName = “student_two”;
       mapStudent.insert(pair(studentInfo, 80));
}

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