C++中STL容器之映射——map/multimap

1.基本介绍

• map提供了“[]”运算符，使得map可以像数组一样使用,所以map也称为“关联数组"。
• map使用平衡二叉树管理元素
• 
• map是从键(key)到值(value)的映射,即(key,value),其中key和value可以是任意类类型;
• 必须包含头文件#include ;
• 根据元素的key自动对元素排序,因此根据元素的key进行定位很快,但根据元素的value定位很慢;
• 不能直接改变元素的key,但是可以通过operator []直接存取元素值；
• map不允许key相同的元素,multimap允许key相同的元素;
• 

复杂度
由于底部使用红黑树实现的，所以大部分操作的复杂度都接近 $O(logn)$.

操作	复杂度
插入insert()	O(logn)
删除erase()	O（logn）
查找find()	O(logn)

2.map/multimap的基本方法

2.1 构造、拷贝和析构

操作	含义
map c	产生空的map
map c1(c2)	产生同类型的c1,并复制c2的所有元素
map c(op)	以op为排序准则产生一个空的map
map c(beg,end)	以区间[begin,end)内的元素产生一个map
map c(beg,end,op)	以op为排序准则,以区间[begin,end)内的元素产生一个map
~map()	销毁所有元素并释放内存

其中map的类模板可以是下列形式:
map 一个以less(<)为排序准则的map
map 一个以op为排序准则的map

2.2 非变动性操作

操作	含义
c.size()	返回元素个数
c.empty()	判断容器是否为空
c.max_size()	返回容器最大容纳数据的数量(固定值)

2.3 赋值操作

操作	含义
c1 = c2	将c2的全部元素赋值给c1
c1.swap(c2)	将c1和c2元素互换
swap(c1,c2)	同上,全局函数

2.4 特殊搜寻操作

操作	含义
count(key)	返回"键值等于key"的元素个数
find(key)	返回"键值等于key"的第一个元素,找不到返回end()
lower_bound(key)	返回"键值大于等于key"的第一个元素
upper_bound(key)	返回"键值大于key"的第一个元素
equal_range(key)	返回"键值等于key"的元素区间

2.5 迭代器相关函数

操作	含义
c.begin()	返回一个迭代器,指向第一个元素(即是指向第一个数据的一个指针)
c.end()	返回一个迭代器(指针)，指向最后一个元素的下一个位置(实际不存在)
c.rbegin()	返回一个逆向迭代器,指向逆向遍历的第一个元素
c.rend()	返回一个逆向迭代器，指向最后一个元素

2.6 插入(insert)元素

操作	含义
c.insert(pos,elem)	在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置
c.insert(elem)	插入elem的副本,并返回新元素的位置
c.insert(beg,end)	将区间[beg,end)内的所有元素的副本插入到c中

2.7 移除元素

操作	含义
c.erase(pos)	删除迭代器pos所指位置的元素,无返回值
c.erase(val)	移除所有值为val的元素,返回移除元素的个数
c.erase(beg,end)	删除[beg,end)区间的元素，无返回值
c.clear()	移除容器中所有数据，清空容器

2.8 示例代码

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

//打印映射,用迭代器来访问元素
void showmap(map<string, int> v)
{
	for (map<string, int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		//注意用法，不是用*it来访问了。first表示的是key，second存的是value
		cout << it->first << "  " << it->second << endl;  
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	map<string, int> m1; //<>里的第一个参数表示key的类型,第二个参数表示value的类型
	m1["Kobe"] = 100;
	m1["James"] = 99;
	m1["Curry"] = 98;

	string s("Jordan");
	m1[s] = 90;

	cout << m1["Kobe"] << endl;
	cout << m1["Jordan"] << endl;
	cout << m1["Durant"] << endl; //不存在这个key，就显示0

	m1.erase("Curry");//通过关键字来删除
	showmap(m1);
	m1.insert(pair<string, int>("Harris", 89)); //也可以通过insert函数来实现增加元素
	showmap(m1);

	//判断是否存在某个key,可以用count来判断
	if(m1.count("Lee")) cout << "Lee is in m1!" << endl;
	else cout << "Lee do not exist!" << endl;
	m1.clear(); //清空全部
	
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果:

100
90
0
Durant  0
James  99
Jordan  90
Kobe  100

Durant  0
Harris  89
James  99
Jordan  90
Kobe  100

Lee do not exist!
请按任意键继续. . .

3.应用

例题:反片语
输入一些单词，找出所有满足如下条件的单词：该单词不能通过字母重排，得到输入文本中的另外一个单词。
在判断是否满足条件时，字母不分大小写，但在输入时应保留输入中的大小写，按字典序进行排列（所有大写字母在小写字母的前面）

样例输入：
ladder came tape soon leader acme RIDE lone Dreis peat
ScAlE orb eye Rides dealer NotE derail LaCeS drIed
noel dire Disk mace Rob dries

样例输出：
Disk
NotE
derail
drIed
eye
ladder
soon

解题代码:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

map<string, int> mapp; //用于判断是否唯一
vector<string> words; //存储输入

//将单词s标准化
string standard(const string &s) {
    string t = s;
    for (int i = 0; i < t.length(); i++) {
        t[i] = tolower(t[i]); //统一转换为小写
    }
    sort(t.begin(), t.end()); //字母重排
    return t;
}

int main() {
    string s;
    while (cin >> s) {
        if (s[0] == '#')
            break;
        words.push_back(s);
        string r = standard(s);
        if (!mapp.count(r))
            mapp[r] = 0;
        mapp[r]++;
    }
    vector<string> ans; //存储答案
    for (int i = 0; i < words.size(); i++) {
        if (mapp[standard(words[i])] == 1)
            ans.push_back(words[i]);
    }
    //大小字母的ASC II码值小于小写字母
    sort(ans.begin(), ans.end());
    for (int i = 0; i < ans.size(); i++) {
        cout << ans[i] << endl;
    }
    return 0;
}

参考资料

1.柳婼 の blog
https://www.liuchuo.net/archives/178
2. 2.8示例代码来自博客:C++ STL快速入门
https://www.cnblogs.com/skyfsm/p/6934246.html