【C++】STL map 与 multimap 用法和区别
参考：
- https://blog.csdn.net/shuzfan/article/details/53115922
- https://www.nhooo.com/cpp/cpp-map-swap-function.html
- https://blog.csdn.net/qq_34106574/article/details/86721916
- https://blog.csdn.net/zhongguoren666/article/details/8463249
一、std::map
1. 概述：
STL是标准C++系统的一组模板类，使用STL模板类最大的好处就是在各种C++编译器上都通用。
在STL模板类中，用于线性数据存储管理的类主要有vector、 list,、map 等等。
C++中map提供的是一种键值对容器，里面的数据都是成对出现的，每一对中的第一个值称之为关键字(key)，每个关键字只能在map中出现一次；第二个称之为该关键字的对应值。
2. 用法：
（1）声明：
//头文件
#include
//注意，STL头文件没有扩展名.h
map<int, string> ID_Name;
// 使用{}赋值是从c++11开始的，因此编译器版本过低时会报错，如visual studio 2012
map<int, string> ID_Name = {
{ 2015, "Jim" },
{ 2016, "Tom" },
{ 2017, "Bob" } };
（2）插入操作：
- 使用[ ]进行单个插入：
map<int, string> ID_Name;
// 如果已经存在键值2015，则会作赋值修改操作，如果没有则插入
ID_Name[2015] = "Tom";
- 使用insert进行单个和多个插入：
insert共有4个重载函数：
// 插入单个键值对，并返回插入位置和成功标志，插入位置已经存在值时，插入失败
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
//在指定位置插入，在不同位置插入效率是不一样的，因为涉及到重排
iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);
// 插入多个
void insert (InputIterator first, InputIterator last);
//c++11开始支持，使用列表插入多个
void insert (initializer_list<value_type> il);
下面是具体使用示例：
#include （3）取值：
Map中元素取值主要有at和[ ]两种操作，at会作下标检查，而[]不会。
map<int, string> ID_Name;
//ID_Name中没有关键字2016，使用[]取值会导致插入
//因此，下面语句不会报错，但打印结果为空
cout<<ID_Name[2016].c_str()<<endl;
//使用at会进行关键字检查，因此下面语句会报错
ID_Name.at(2016) = "Bob";
（4）容量查询：
// 查询map是否为空
bool empty();
// 查询map中键值对的数量
size_t size();
// 查询map所能包含的最大键值对数量，和系统和应用库有关。
// 此外，这并不意味着用户一定可以存这么多，很可能还没达到就已经开辟内存失败了
size_t max_size();
// 查询关键字为key的元素的个数，在map里结果非0即1
size_t count( const Key& key ) const; //
（5）迭代器：
共有八个获取迭代器的函数：begin, end, rbegin, rend 以及对应的 cbegin, cend, crbegin, crend。
二者的区别在于：后者一定返回 const_iterator，而前者则根据map的类型返回iterator 或者 const_iterator。const情况下，不允许对值进行修改。如下面代码所示：
map<int,int>::iterator it;
map<int,int> mmap;
const map<int,int> const_mmap;
it = mmap.begin(); //iterator
mmap.cbegin(); //const_iterator
const_mmap.begin(); //const_iterator
const_mmap.cbegin(); //const_iterator
返回的迭代器可以进行加减操作，此外，如果map为空，则 begin = end。
（6）删除交换：
- 删除：
// 删除迭代器指向位置的键值对，并返回一个指向下一元素的迭代器
iterator erase( iterator pos )
// 删除一定范围内的元素，并返回一个指向下一元素的迭代器
iterator erase( const_iterator first, const_iterator last );
// 根据Key来进行删除，返回删除的元素数量，在map里结果非0即1
size_t erase( const key_type& key );
// 清空map，清空后的size为0
void clear();
//clear()就相当于enumMap.erase(enumMap.begin(), enumMap.end());
示例：
enumMap.erase(1); //删掉关键字“1”对应的条目
enumMap.erase(enumMap.begin()); //删掉第一个条目
enumMap.erase(enumMap.begin(), enumMap.begin() + 1); //删掉起始的两个条目
- 交换：
交换两个map的内容，但是两个map必须是相同类型的，尽管大小可能会有所不同。
// 就是两个map的内容互换
void swap( map& other );
示例：
1.
#include 在上面的示例中，Map m1具有五个元素，而m2为空。当您将m1交换为m2时，m1的所有元素都将交换为m2。
2.
#include 的内容。
void show(const char *msg, map<string, int> mp) {
map<string, int>::iterator itr;
cout << msg << endl;
for(itr=mp.begin(); itr != mp.end(); ++itr)
cout << " " << itr->first << ", " << itr->second << endl;
cout << endl;
}
//输出：
交换m1和m2。
m2内容:
A, 100
B, 200
G, 300
m1内容:
m1 为空.
在上面的示例中，Map m1的内容被交换到Map m2，并且在交换Map m1 后已被清除。
（7）顺序比较：
// 比较两个关键字在map中位置的先后
key_compare key_comp() const;
示例：
map<char,int> mymap;
map<char,int>::key_compare mycomp = mymap.key_comp();
mymap['a']=100;
mymap['b']=200;
mycomp('a', 'b'); // a排在b前面，因此返回结果为true
（8）查找：
- find(key)：
// 关键字查询，找到则返回指向该关键字的迭代器，否则返回指向end的迭代器
// 根据map的类型，返回的迭代器为 iterator 或者 const_iterator
iterator find (const key_type& k);
const_iterator find (const key_type& k) const;
示例：
std::map<char,int> mymap;
std::map<char,int>::iterator it;
mymap['a']=50;
mymap['b']=100;
mymap['c']=150;
mymap['d']=200;
it = mymap.find('b');
if (it != mymap.end())
mymap.erase (it); // b被成功删除
/*find的时候注意key的数据类型，最好用能消除数据类型差异的key，否则可能会出现强制转换后仍找不到的情况。
需要说明的是iterator, begin(), end()是STL模板类的一个通用概念，操作方法也大同小异；
通过map对象的方法获取的iterator数据类型是一个std::pair对象，包括两个数据 iterator.first 和 iterator.second 分别代表关键字和存储的数据 */
- equal_range(key)：
iterator map_name.equal_range(key)
equal_range是C++ STL中的一种二分查找的算法，试图在已排序的[first,last)中寻找value，它返回一对迭代器i和j，其中i是在不破坏次序的前提下，value可插入的第一个位置（亦即lower_bound），j则是在不破坏次序的前提下，value可插入的最后一个位置（亦即upper_bound），因此，[i,j)内的每个元素都等同于value，而且[i,j)是[first,last)之中符合此一性质的最大子区间。
equal_range根据键值，返回一对迭代器的pair对象。如果该键值在容器中存在，则pair对象中的第一个迭代器指向该键关联的第一个实例，第二个迭代器指向该键关联的最后一个实例的下一位置。如果找不到匹配的元素，则pair对象中的两个迭代器都将指向此键应该插入的位置。总之，equal_range返回迭代器位置区间 [ lower_bound, upper_bound ) 。
算法lower_bound返回区间A的第一个迭代器，算法upper_bound返回区间A的最后一个元素的下一个位置，算法equal_range则是以pair的形式将两者都返回。
示例：
#include （9）操作符：
operator：== != < <= > >=
注意：对于==运算符, 只有键值对以及顺序完全相等才算成立。
（10）遍历：
#include
#includemap<string,int>::iterator it; //定义一个迭代指针it。
// it->first 为索引键值，it->second 为值。
在对象中应用时，最好在析构函数中要调用它的clear方法，例如：
class a{
map<int,int> m;
~a(){
m.clear();
}
}
二、map 与 multimap 的区别：
map 与 multimap 都是存储key-value（键-值 对）类型的容器。
不同之处在于：map只允许key与value一一对应；multimap一个key可对应多个value。
示例：
以下不作特别说明，适用于map的都适用于multimap：
#include 【注意】区分map与multimap：
- 两者都会自动排序；
- multimap插入不会覆盖已有键值对（对于map若有相同key，则拒绝插入）。
//***************************************************************************************************
//<1>插入返回值 判定是否插入成功
//带插入数据
vector<int> pointTemp_ = { 1,2,3 };
// Insert方法不能覆盖，如果键已经存在，则插入失败；【注意插入位置，是自动排序】
int a1 = 4;
//判定插入是否成功
pair< map<vector<int>, int>::iterator, bool> isInsertOK;//注意这里声明
isInsertOK = vecA.insert(pair<vector<int>, int>(pointTemp_, a1));
cout << "插入成功？ " << isInsertOK.second << endl;
//打印
printfA(vecA);
//***************************************************************************************************
//<2>map对象的拷贝构造与赋值
map<vector<int>, int> vecB(vecA); //拷贝构造
map<vector<int>, int> vecC;
vecC = vecA;
vecC.swap(vecA);
//***************************************************************************************************
//<3>查找
map<string, int> vecD;
// 你以为按照下面初始化 vecD，他的size会是5？ 由于insert方法不能覆盖，所以我们将map 改成 multimap
vecD.insert(pair<string, int>((string)"china", 1));
vecD.insert(pair<string, int>((string)"china", 2));//拒绝插入
vecD.insert(pair<string, int>((string)"china", 3));//拒绝插入
vecD.insert(pair<string, int>((string)"english", 1));
vecD.insert(pair<string, int>((string)"english", 2));//拒绝插入
multimap<string, int> vecE;
vecE.insert(make_pair((string)"china", 1));
vecE.insert(make_pair((string)"china", 1));//允许插入
vecE.insert(make_pair((string)"china", 3));//允许插入
vecE.insert(make_pair((string)"china", 4));//允许插入
vecE.insert(make_pair((string)"china", 5));//允许插入
vecE.insert(make_pair((string)"english", 1));
vecE.insert(make_pair((string)"english", 2));//允许插入
vecE.insert(make_pair((string)"america", 1));
vecE.insert(make_pair((string)"america", 2));//允许插入
vecE.insert(make_pair((string)"america", 3));//允许插入
cout << "multimap 初始化" << endl;
cout << "vecE所有元素"<<endl;
printfB(vecE);
//查找区间
multimap<string, int> ::iterator it1 = vecE.lower_bound("china"); //指向vecE中第一个等于键值 “china”对应的元素
multimap<string, int> ::iterator it2 = vecE.upper_bound("china"); //指向vecE中第一个大于键值 “china”对应的元素
cout << it1->first << " " << it1->second << endl;
cout << it2->first << " " << it2->second << endl;
// 等于 = lower_bound + upper_bound
pair<multimap<string, int>::iterator, multimap<string, int>::iterator > it3 = vecE.equal_range("china");
map<string, int>::iterator it4 = it3.first;
map<string, int>::iterator it5 = it3.second;
//查找key = “china”键值对的个数
int iCount = vecE.count("china");
//查找key = “china”对应键值对
multimap<string, int>::iterator it6 = vecE.find("china");
//***************************************************************************************************
// <4>删除
multimap<string, int>::iterator itBegin = vecE.begin();
// 删除 vecE 前面三个元素 与 后面 三个元素
// 在改善特征点匹配算法中有实践
int index = 0;
int vecA_size = vecE.size();
//删除(自定义删除任何元素)
for (multimap<string, int>::iterator it_ = vecE.begin(); it_ != vecE.end(); )
{
//<1>法1
//vecE.erase(it_++);
//<2>法2
if ((0<=index)&&(index<=2))
{
it_ = vecE.erase(it_);//这样写，防止指针失效
}
else if (((vecA_size - 3) <= index) && (index <= (vecA_size - 1)))
{
it_ = vecE.erase(it_);
}
else
{
it_++;
}
++index;
}
//删除multimap中key = "english"的 所有 元素
vecE.erase("english");
cout << "vecE删除key = english的 所有 元素 " << endl;
printfB(vecE);
//删除所有元素
multimap<string, int>::iterator itBegin_ = vecE.begin();
multimap<string, int>::iterator itEnd_ = vecE.end();
vecE.erase(itBegin_, itEnd_);
//bool isEmpty = vecE.empty();
if (vecE.empty())
{
cout << "vecE已经被清空" << endl;
}
return 0;
}