C++STL树形关联式容器之map

STL(standard template libaray-标准模板库)
STL的6大组件

序列式容器
底层为线性序列,存储的是元素自身
vector , list, deque, forward_lsit(C++11)…
关联式容器
与序列式不同的是其在内部存储的为****结构的键值对,在检索数据时效率更高
键值对
用来表示一对一对应关系的结构,只包含两个成员变量key和value. key表示键值,value表示与key对应的信息.
SGI-STL中关于键值对的定义：

template <class T1, class T2>
struct pair
{
	typedef T1 first_type;
	typedef T2 second_type;
	T1 first;
	T2 second;
	pair()
		: first(T1())
		, second(T2())
	{}
	pair(const T1& a, const T2& b)
		: first(a)
		, second(b)
		{}
};

树形结构的关联式容器
STL总共实现了两种不同结构的管理式容器 : 树形结构与哈希结构.树形结构的关联式容器只要有四种:**map , set , multimap , multiset.**共同点在于: 使用平衡搜索树(红黑树)作为其底层结果, 容器中的元素是一个有序的序列,

map

std::map

1. map是关联容器，它按照特定的次序(按照key来比较)存储由键值key和值value组合而成的元素。
2. 在map中，键值key通常用于排序和惟一地标识元素，而值value中存储与此键值key关联的内容。键值
   key和值value的类型可能不同，并且在map的内部，key与value通过成员类型value_type绑定在一起，
   为其取别名称为pair:
   typedef pair value_type;
3. 在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
4. map中通过键值访问单个元素的速度通常比unordered_map容器慢，但map允许根据顺序对元素进行
   直接迭代(即对map中的元素进行迭代时，可以得到一个有序的序列)。
5. map支持下标访问符，即在[]中放入key，就可以找到与key对应的value。
6. map通常被实现为二叉搜索树(更准确的说：平衡二叉搜索树(红黑树))。
   map的模板参数

std::map
tmplate < class Key,                                    //map::key_type
		  class T,										//map::mapped_type
		  class Compare = less<Key>,					//map::key_compare
		  class Alloc = allocator<pair<const Key, T>>	//map::allocator_type
		  > class map

key: 键值对中key的类型
T : 键值对中value的类型
Compare :比较器的类型.map中的元素是按照key来比较的,缺省情况下按照小于进行比较,一般情况下不需要传递此参数,当时自定义类型时,需要显示传递比较规则(一般情况下按照函数指针或仿函数来传递)
alloc : 通过空间配置器来申请底层空间,一般情况下不需要传递
map的构造

函数声明	功能介绍
map (const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type())	构造一个空map
template map (InputIterator first,InputIterator last, const key_compare& comp =key_compare(), const allocator_type& alloc =allocator_type())	用(first, last)区间中的元素构造map
map (const map& x)	map的拷贝构造

map的迭代器

函数声明	功能介绍
iterator begin()	返回第一个元素的位置
iterator end()	返回最后一个元素的下一个位置
const_iterator begin () const	返回第一个元素的const迭代器
const_iterator end () const	返回最后一个元素下一个位置的const迭代器
reverse_iterator rbegin()	返回第一个元素位置的反向迭代器即rend
reverse_iterator rend()	返回最后一个元素下一个位置的反向迭代器即rbegin
const_reverse_iterator rbegin() const	返回第一个元素位置的const反向迭代器即rend
const_reverse_iterator rend() const	返回最后一元素下一个位置的反向迭代器即rbegin

map的容量与元素访问

函数声明	说明
bool empty() const	检测map中函数元素是否为空.是返回true.否则返回false
size_type size() const	返回map中有效元素的个数
mapped_type& operator[] (const key_type& k)	返回key对应的value

注意: at()函数也可实现operator类似操作,当key不在map中时,operator[] 使用默认value-key键值对构造插入,返回默认value, at()函数异常抛出
mapz中元素的修改

函数声明	说明
pair insert ( constvalue_type& x )	在map中插入键值对x,x是一个键值对，返回值也是键值对：iterator代表新插入元素的位置，bool代表释放插入成功
iterator insert ( iterator position,const value_type& x )	在position位置插入值为x的键值对，返回该键值对在map中的位置，注意：元素不一定必须插在position位置
template void insert ( InputIterator first,InputIterator last )	在map中插入[first, last)区间中的元素
void erase ( iterator position )	删除position位置上的元素
size_type erase ( const key_type&x )	删除键值为x的元素
void swap (map&mp)	交换两个map中的元素
void clear ( )	清空map中元素
iterator find(const key_type & x)	在map中插入key为x的元素，找到返回该元素的位置的迭代器，否则返回end
const_iterator find ( const key_type& x ) const	在map中插入key为x的元素，找到返回该元素的位置的const迭代器，否则返回cend
size_type count ( const key_type&x ) const	返回key为x的键值在map中的个数，注意map中key是唯一的，因此该函数的返回值要么为0，要么为1，因此也可以用该函数来检测一个key是否在map中

#pragma once
#include 
#include 
#include 

using std::map;
using std::string;

void Testmap()
{
	map<string, string> m;
	
	//向map中插入元素的方式:
	//将键值对插入,直接用pair构造键值对

	m.insert(std::pair<string, string>("test", "测试"));

	//将键值对<"test", "测试">插入到map中,用make_pair函数来构造键值对
	m.insert(std::make_pair("test0", "测试0"));

	//用opetator[]向map中插入元素
	//用构造一个键值对，然后调用insert()函数将该键值对插入到map中
	//如果key已经存在，插入失败，insert函数返回该key所在位置的迭代器
	//如果key不存在，插入成功，insert函数返回新插入元素所在位置的迭代器
	//operator[]函数最后将insert返回值键值对中的value返回
	m["test1"] = "测试1";

	//key不存在时抛异常
	//m.at("test2") = "测试2";

	std::cout << m.size() << std::endl;

	//用迭代器遍历map中的元素,得到一个按照key排序的序列
	for (auto& e : m)
		std::cout << e.first << "-->" << e.second << std::endl;
	std::cout << std::endl;

	//map的键值对key一定是唯一的,如果存在插入失败
	auto ret = m.insert(std::make_pair("test", "测试one"));
	if (ret.second)
	{
		std::cout << "不存在,插入成功" << std::endl;
	}
	else
	{
		std::cout << "键值test已经存在,插入失败" << std::endl;
	}

	//删除key为test1的元素
	m.erase("test1");
	if (m.count("test1") == 1)
	{
		std::cout << "test1还存在" << std::endl;
	}
	else
	{
		std::cout << "test1已删除" << std::endl;
	}
}

• map中的元素是键值对
• map中的key是唯一的,不能修改
• 默认按照小于的方式对key进行比较
• map中的元素如果按照iterator遍历.会有序
• map的底层是平衡二叉树(红黑树),查找效率比较高O(log N)
• 支持[]操作符,operator[]中实际进行插入查找

multimap

• multimap与map唯一的区别是:map中的key是唯一的而mulitmap的key是可以重复的
• multimap没有重载oprtator[]操作