C++入门学习——标准模板库之map

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,第二个可能称为该关键字的值)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。这里简单说一下 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。


那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。


使用 map 之前,必须包含相应的头文件,map 属于 std 命名域的,因此需要通过命名限定:

#include

using std::map; //using namespace std;


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,略过不讲,在下面我们将接触到一些 map 的构造方法,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。这里讲三种插入数据的方法:

a)用 insert 函数插入 pair 数据:

#include 
#include 	//map
#include  //string
#include  //pair

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

//用insert函数插入pair数据
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	map mapStudent;
	
	//用insert函数插入pair数据
	mapStudent.insert( pair(1, "student_one") );
	mapStudent.insert( pair(2, "student_two") );
	mapStudent.insert( pair(3, "student_three") );
	
	//通过迭代器遍历map的内容
	map::iterator iter;
	for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
	{
	    cout<first<<" "<second<

运行结果如下:

C++入门学习——标准模板库之map_第1张图片


b)用 insert 函数插入 value_type 数据:

#include 
#include 	//map pair
#include  //string
#include  //pair

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

//用insert函数插入value_type数据
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	map mapStudent;
	
	//用insert函数插入value_type数据
	mapStudent.insert( map::value_type(1, "student_one") );
	mapStudent.insert( map::value_type(2, "student_two") );
	mapStudent.insert( map::value_type(3, "student_three") );
	
	//通过迭代器遍历map的内容
	map::iterator iter;
	for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
	{
	    cout<first<<" "<second<

c)用数组方式插入数据:

#include 
#include 	//map pair
#include  //string

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

//用数组方式插入数据
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	map mapStudent;
	
	//用数组方式插入数据
	mapStudent[0] = "student_one";
	mapStudent[2] = "student_two";
	mapStudent[3] = "student_three";
	
	//通过迭代器遍历map的内容
	map::iterator iter;
	for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
	{
	    cout<first<<" "<second<

运行结果如下:

C++入门学习——标准模板库之map_第2张图片

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。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 中已经存在某个关键字时,insert 操作是不能成功插入数据,但是用数组方式则可以,它可以覆盖以前该关键字对应的值。


那我们怎么知道 insert 语句是否插入成功?我们可以用 pair 来获得是否插入成功:

pair< map::iterator, bool > insert_pair;
insert_pair = mapStudent.insert( map::value_type(1, "student_one") );


我们通过 pair 的第二个变量来判断是否插入成功,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 为 true,否则为 false。


完整测试代码如下:

#include 
#include 	//map pair
#include  //string

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

//测试插入是否成功
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	map mapStudent;
	
	pair::iterator, bool> insert_pair;

	//插入数据
	insert_pair = mapStudent.insert(pair(1, "student_one"));
	if(insert_pair.second == true)//插入成功
	{
		cout << "Insert Successfully" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "Insert Failure" << endl;
	}
	
	//插入数据
	insert_pair = mapStudent.insert(pair(1, "student_two"));
	if(insert_pair.second == true)//插入成功
	{
		cout << "Insert Successfully" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "Insert Failure" << endl;
	}
	
	cout << "\n------------------------\n";
	//通过迭代器遍历map的内容
	map::iterator iter;
	for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
	{
	    cout<first<<" "<second<

运行结果如下:

C++入门学习——标准模板库之map_第3张图片


下面示例为测试数组赋值,数据覆盖问题:

#include 
#include 	//map pair
#include  //string

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

//测试数组赋值,数据覆盖问题
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	map mapStudent;
	
	mapStudent[1] = "student_one";
	mapStudent[1] = "student_two";	//这个也是 1
	mapStudent[2] = "student_three";
	
	cout << "\n------------------------\n";
	//通过迭代器遍历map的内容
	map::iterator iter;
	for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
	{
	    cout<first<<" "<second<

运行结果如下:

C++入门学习——标准模板库之map_第4张图片


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

a)通过前向迭代器,上面举例程序中就是使用此方式。


b)通过反相迭代器:

#include 
#include 	//map pair
#include  //string

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

//使用反相迭代器遍历map内容
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	map mapStudent;
	
	//用insert函数插入pair数据
	mapStudent.insert( pair(1, "student_one") );
	mapStudent.insert( pair(2, "student_two") );
	mapStudent.insert( pair(3, "student_three") );
	
	//cout << "\n------------------------\n";
	//使用反相迭代器遍历map内容
	map::reverse_iterator iter;
	for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)
	{
	    cout<first<<" "<second<


运行结果如下:

C++入门学习——标准模板库之map_第5张图片


c)通过数组方式:

#include 
#include 	//map pair
#include  //string

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

//使用数组方式遍历map内容
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	map mapStudent;
	
	//用insert函数插入pair数据
	mapStudent.insert( pair(1, "student_one") );
	mapStudent.insert( pair(2, "student_two") );
	mapStudent.insert( pair(3, "student_three") );
	
	//cout << "\n------------------------\n";
	//使用数组方式遍历map内容
	int n = mapStudent.size();
	for(int i = 1; i <= n; i++) //从1开始
	{
	    cout<< i << " " << mapStudent[i]<

5)数据的查找

可以使用 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。示例代码如下:

#include 
#include 	//map pair
#include  //string

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

//用find函数来定位数据出现位置
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	map mapStudent;
	
	//用insert函数插入pair数据
	mapStudent.insert( pair(1, "student_one") );
	mapStudent.insert( pair(2, "student_two") );
	mapStudent.insert( pair(3, "student_three") );
	
	map::iterator iter;

	iter = mapStudent.find(1); //查找 1 的内容
	
	if( iter != mapStudent.end() ) //找到
	{
	    cout << "Find, the value is: "<< iter->second << endl;
	
	}
	else
	{
	    cout << "Do not Find" << endl;
	}

	return 0;
}

运行结果如下:



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 	//map pair
#include  //string

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

//数据的删除
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	map mapStudent;
	
	//用insert函数插入pair数据
	mapStudent.insert( pair(0, "student_zero") );
	mapStudent.insert( pair(1, "student_one") );
	mapStudent.insert( pair(2, "student_two") );
	mapStudent.insert( pair(3, "student_three") );
	mapStudent.insert( pair(4, "student_four") );
	
	//如果要删除1,用迭代器删除
	map::iterator iter;
	iter = mapStudent.find(1); //先查找1
	mapStudent.erase(iter);
	
	cout << "\nafter erase 1:\n";
	//通过迭代器遍历map的内容
	for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
	{
	    cout<first<<" "<second<first<<" "<second<first<<" "<second<

运行结果如下:

C++入门学习——标准模板库之map_第6张图片


8)排序 

这里要讲的是一点比较高深的用法: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,测试代码如下:

#include 
#include 	//map pair
#include  //string

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

typedef struct tagStudentInfo
{
	int nID;
	string strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo; //学生信息

//数据的删除
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	//用学生信息映射分数
	map mapStudent;

	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) );

 
	map::iterator iter;
	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

解决方法为:重载小于号。示例如下:

#include 
#include 	//map pair
#include  //string

using std::endl;
using std::cin;
using std::cout;
using std::map;
using std::string;
using std::pair;
//using namespace std;//或直接把所有都包含

typedef struct tagStudentInfo
{
	int nID;
	string strName;
	
	bool operator< (tagStudentInfo const &temp) 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 < temp.nID)  return true;
		
		if(nID == temp.nID) return strName.compare(temp.strName);
		
		return false;
	}
	
}StudentInfo, *PStudentInfo; //学生信息

//数据的删除
int main(int argc, char *argv[])
{
	
	//用学生信息映射分数
	map mapStudent;

	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) );

 
	map::iterator iter;
	for (iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
	{
		cout<first.nID<<" "<first.strName<<" "<second<

运行结果图如下:

C++入门学习——标准模板库之map_第7张图片


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本文转自:http://www.kuqin.com/cpluspluslib


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