STL源码剖析 [容器]（十七）[stl_multimap.h]
multimap 与 map 一样，都是使用红黑树对记录型的元素数据,按元素键值的比较关系，进行快速的插入、删除和检索操作，所不同的是 multimap 允许将具有重复键值的元素插入容器。在 multimap 容器中，元素的键值与元素的映照数据的映照关系，是多对多的，因此，multimap 称为多重映照容器。multimap 与 map 之间的多重特性差异，类似于 multiset 与 set 的多重特性差异。
multimap 多重映照容器实现了 Sorted Associative Container 、Pair Associative Container 和 Multimap Associative Container 概念的接口规范。
multimap源码：
// Filename: stl_multimap.h // Comment By: 凝霜 // E-mail: [email protected] // Blog: http://blog.csdn.net/mdl13412 /* * * Copyright (c) 1994 * Hewlett-Packard Company * * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee, * provided that the above copyright notice appear in all copies and * that both that copyright notice and this permission notice appear * in supporting documentation. Hewlett-Packard Company makes no * representations about the suitability of this software for any * purpose. It is provided "as is" without express or implied warranty. * * * Copyright (c) 1996,1997 * Silicon Graphics Computer Systems, Inc. * * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee, * provided that the above copyright notice appear in all copies and * that both that copyright notice and this permission notice appear * in supporting documentation. Silicon Graphics makes no * representations about the suitability of this software for any * purpose. It is provided "as is" without express or implied warranty. */ /* NOTE: This is an internal header file, included by other STL headers. * You should not attempt to use it directly. */ #ifndef __SGI_STL_INTERNAL_MULTIMAP_H #define __SGI_STL_INTERNAL_MULTIMAP_H __STL_BEGIN_NAMESPACE #if defined(__sgi) && !defined(__GNUC__) && (_MIPS_SIM != _MIPS_SIM_ABI32) #pragma set woff 1174 #endif // 如果编译器不能根据前面模板参数推导出后面使用的默认参数类型, // 那么就需要手工指定, 本实作multimap内部元素默认使用less进行比较 // 内部维护的数据结构是红黑树, 具有非常优秀的最坏情况的时间复杂度 // 注意: 与map不同, multimap允许有重复的元素 #ifndef __STL_LIMITED_DEFAULT_TEMPLATES template <class Key, class T, class Compare = less<Key>, class Alloc = alloc> #else template <class Key, class T, class Compare, class Alloc = alloc> #endif class multimap { public: // 这里和map定义相同, 见<setL_map.h> typedef Key key_type; typedef T data_type; typedef T mapped_type; typedef pair<const Key, T> value_type; typedef Compare key_compare; // 关于为什么继承自binary_function见<stl_function.h>中的讲解 // 被嵌套类提供key的比较操作 class value_compare : public binary_function<value_type, value_type, bool> { friend class multimap<Key, T, Compare, Alloc>; protected: Compare comp; value_compare(Compare c) : comp(c) {} public: bool operator()(const value_type& x, const value_type& y) const { return comp(x.first, y.first); } }; private: // 内部采用红黑树为数据结构, 其实现在<stl_tree.h> typedef rb_tree<key_type, value_type, select1st<value_type>, key_compare, Alloc> rep_type; rep_type t; // red-black tree representing multimap public: // 标记为'STL标准强制要求'的typedefs用于提供iterator_traits<I>支持 // 注意: 迭代器, 引用类型都设计为const, 这是由multimap的性质决定的, // 如果用户自行更改其数值, 可能会导致内部的红黑树出现问题 typedef typename rep_type::pointer pointer; // STL标准强制要求 typedef typename rep_type::const_pointer const_pointer; typedef typename rep_type::reference reference; // STL标准强制要求 typedef typename rep_type::const_reference const_reference; typedef typename rep_type::iterator iterator; // STL标准强制要求 typedef typename rep_type::const_iterator const_iterator; typedef typename rep_type::reverse_iterator reverse_iterator; typedef typename rep_type::const_reverse_iterator const_reverse_iterator; typedef typename rep_type::size_type size_type; typedef typename rep_type::difference_type difference_type; // STL标准强制要求 multimap() : t(Compare()) { } explicit multimap(const Compare& comp) : t(comp) { } #ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES template <class InputIterator> multimap(InputIterator first, InputIterator last) : t(Compare()) { t.insert_equal(first, last); } template <class InputIterator> multimap(InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp) : t(comp) { t.insert_equal(first, last); } #else multimap(const value_type* first, const value_type* last) : t(Compare()) { t.insert_equal(first, last); } multimap(const value_type* first, const value_type* last, const Compare& comp) : t(comp) { t.insert_equal(first, last); } multimap(const_iterator first, const_iterator last) : t(Compare()) { t.insert_equal(first, last); } multimap(const_iterator first, const_iterator last, const Compare& comp) : t(comp) { t.insert_equal(first, last); } #endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */ multimap(const multimap<Key, T, Compare, Alloc>& x) : t(x.t) { } multimap<Key, T, Compare, Alloc>& operator=(const multimap<Key, T, Compare, Alloc>& x) { t = x.t; return *this; } // 返回用于key比较的函数 key_compare key_comp() const { return t.key_comp(); } // 由于multimap的性质, value比较和key使用同一个比较函数 value_compare value_comp() const { return value_compare(t.key_comp()); } iterator begin() { return t.begin(); } const_iterator begin() const { return t.begin(); } iterator end() { return t.end(); } const_iterator end() const { return t.end(); } reverse_iterator rbegin() { return t.rbegin(); } const_reverse_iterator rbegin() const { return t.rbegin(); } reverse_iterator rend() { return t.rend(); } const_reverse_iterator rend() const { return t.rend(); } bool empty() const { return t.empty(); } size_type size() const { return t.size(); } size_type max_size() const { return t.max_size(); } // 这里调用的是专用的swap, 不是全局的swap, 定于于<stl_tree.h> void swap(multimap<Key, T, Compare, Alloc>& x) { t.swap(x.t); } // 插入元素, 注意, 插入的元素key允许重复 iterator insert(const value_type& x) { return t.insert_equal(x); } // 在position处插入元素, 但是position仅仅是个提示, 如果给出的位置不能进行插入, // STL会进行查找, 这会导致很差的效率 iterator insert(iterator position, const value_type& x) { return t.insert_equal(position, x); } #ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES template <class InputIterator> void insert(InputIterator first, InputIterator last) { t.insert_equal(first, last); } #else void insert(const value_type* first, const value_type* last) { t.insert_equal(first, last); } void insert(const_iterator first, const_iterator last) { t.insert_equal(first, last); } #endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */ // 擦除指定位置的元素, 会导致内部的红黑树重新排列 void erase(iterator position) { t.erase(position); } // 会返回擦除元素的个数 size_type erase(const key_type& x) { return t.erase(x); } // 擦除指定区间的元素, 会导致红黑树有较大变化 void erase(iterator first, iterator last) { t.erase(first, last); } // 好吧, clear all, 再见吧红黑树 void clear() { t.clear(); } // 查找指定的元素 iterator find(const key_type& x) { return t.find(x); } const_iterator find(const key_type& x) const { return t.find(x); } // 返回指定元素的个数 size_type count(const key_type& x) const { return t.count(x); } // 返回小于当前元素的第一个可插入的位置 iterator lower_bound(const key_type& x) {return t.lower_bound(x); } const_iterator lower_bound(const key_type& x) const { return t.lower_bound(x); } // 返回大于当前元素的第一个可插入的位置 iterator upper_bound(const key_type& x) {return t.upper_bound(x); } const_iterator upper_bound(const key_type& x) const { return t.upper_bound(x); } pair<iterator,iterator> equal_range(const key_type& x) { return t.equal_range(x); } pair<const_iterator,const_iterator> equal_range(const key_type& x) const { return t.equal_range(x); } friend bool operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const multimap&, const multimap&); friend bool operator< __STL_NULL_TMPL_ARGS (const multimap&, const multimap&); }; // 比较两个multimap比较的是其内部的红黑树, 会触发红黑树的operator template <class Key, class T, class Compare, class Alloc> inline bool operator==(const multimap<Key, T, Compare, Alloc>& x, const multimap<Key, T, Compare, Alloc>& y) { return x.t == y.t; } template <class Key, class T, class Compare, class Alloc> inline bool operator<(const multimap<Key, T, Compare, Alloc>& x, const multimap<Key, T, Compare, Alloc>& y) { return x.t < y.t; } // 如果编译器支持模板函数特化优先级 // 那么将全局的swap实现为使用multimap私有的swap以提高效率 #ifdef __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDER template <class Key, class T, class Compare, class Alloc> inline void swap(multimap<Key, T, Compare, Alloc>& x, multimap<Key, T, Compare, Alloc>& y) { x.swap(y); } #endif /* __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDER */ #if defined(__sgi) && !defined(__GNUC__) && (_MIPS_SIM != _MIPS_SIM_ABI32) #pragma reset woff 1174 #endif __STL_END_NAMESPACE #endif /* __SGI_STL_INTERNAL_MULTIMAP_H */ // Local Variables: // mode:C++ // End:
示例：
遍历 multimap 容器元素
/* 不同于 map 容器，multimap 容器只能采用迭代器的方式，而不能用数组方式，遍历容器的元素。迭代器方式的元素访问，一般要用 begin 和 end 函数找出遍历开始的首元素和结束元素，然后通过迭代器的 “++” 和 “*“ 操作取出元素。
下面的示例程序，将水果价格元素表的记录打印出来。由于水果价格作为元素的键值，并采用默认的 less<float> 作比较函数对象，将按价格由小到大打印出来。
*/
-------------------------------------------------------- 遍历 multimap 容器元素
#pragma warning(disable:4786)
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
multimap<float, char*> mm;
mm.insert(pair<float, char*>(3.0f, "apple"));
mm.insert(pair<float, char*>(3.0f, "pear"));
mm.insert(pair<float, char*>(2.6f, "orange"));
mm.insert(pair<float, char*>(1.8f, "banana"));
mm.insert(pair<float, char*>(6.3f, "lichee"));
// 遍历打印
multimap<float, char*>::iterator i, iend;
iend = mm.end();
for (i=mm.begin(); i!=iend; ++i)
cout << (*i).second << ' ' << (*i).first << "元/斤 \n";
return 0;
}
反向遍历
/* 利用 multimap 容器定义的反向迭代器 reverse_iterator 和 const_reverse_iterator ，及获取反向首尾元素的 rbegin 和 rend 函数，可反向遍历 multimap 容器的元素。
例如下面使用反向遍历，将水果价格表的记录按价格大小，由大到小打印出来。
注意：键值相同的 pear 将先于 apple 打印出来。可见，在等键值的反向遍历情形下，后插入的元素先打印出来。
*/
-------------------------------------------------------- 反向遍历 multimap 容器的元素
#pragma warning(disable:4786)
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
multimap<float, char*> mm;
mm.insert(pair<float, char*>(3.0f, "apple"));
mm.insert(pair<float, char*>(3.0f, "pear"));
mm.insert(pair<float, char*>(2.6f, "orange"));
mm.insert(pair<float, char*>(1.8f, "banana"));
mm.insert(pair<float, char*>(6.3f, "lichee"));
// 反向遍历打印
multimap<float, char*>::reverse_iterator r_i, r_iend;
r_iend = mm.rend();
for (r_i=mm.rbegin(); r_i!=r_iend; ++r_i)
cout << (*r_i).second << ' ' << (*r_i).first << "元/斤 \n";
return 0;
}
multimap 容器的元素的搜索1
/* 由于键值允许重复插入，在 multimap 容器中具有同一个键值的元素有可能不只一个。因此，multimap 容器的 find 函数将返回第一个搜索到的元素位置，如果元素不存在，则返回 end 结束元素位置。equal_range 函数则返回一个可指示相等元素范围区间的 pair 对象。
*/
-------------------------------------------------------- multimap 容器的元素的搜索1
#pragma warning(disable:4786)
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
// 课程记录结构体
struct CourseRecord
{
// 课程信息结构体
struct CourseInfo
{
char* course; // 课程名
int period; // 学时
char* required; // 必修或选修
};
char* teacher; // 任课教师
CourseInfo cf;
CourseRecord(char* teacher_, char* course_, int period_, char* required_)
{
teacher = teacher_;
cf.course = course_;
cf.period = period_;
cf.required = required_;
}
};
int main()
{
// 创建 multimap 容器对象 mm
typedef multimap<char*, CourseRecord::CourseInfo> coursemmap;
coursemmap mm;
// 插入第1条记录
CourseRecord course1 = CourseRecord("张三","操作系统开发",60,"必修");
pair<char*, CourseRecord::CourseInfo> pairCourse1(course1.teacher, course1.cf);
mm.insert(pairCourse1);
// 插入第2条记录
CourseRecord course2 = CourseRecord("李四","编译器开发",30,"必修");
pair<char*, CourseRecord::CourseInfo> pairCourse2(course2.teacher, course2.cf);
mm.insert(pairCourse2);
// 插入第3条记录
CourseRecord course3 = CourseRecord("李四","数据结构",20,"必修");
pair<char*, CourseRecord::CourseInfo> pairCourse3(course3.teacher, course3.cf);
mm.insert(pairCourse3);
// 插入第4条记录
CourseRecord course4 = CourseRecord("李四","Java 开发应用",38,"必修");
pair<char*, CourseRecord::CourseInfo> pairCourse4(course4.teacher, course4.cf);
mm.insert(pairCourse4);
// 插入第5条记录
CourseRecord course5 = CourseRecord("王五","C++程序设计",58,"必修");
pair<char*, CourseRecord::CourseInfo> pairCourse5(course5.teacher, course5.cf);
mm.insert(pairCourse5);
// 记录搜索
cout << "搜索<李四老师>的任课记录：\n";
pair<coursemmap::iterator, coursemmap::iterator> p = mm.equal_range("李四");
// 打印结果
coursemmap::iterator i;
for (i=p.first; i!=p.second; ++i)
cout << (*i).first << ' '
<< (*i).second.course << ' '
<< (*i).second.period << "学时 "
<< (*i).second.required << ' '
<< endl;
cout << endl << endl;
return 0;
}
multimap 容器的元素的搜索2
-------------------------------------------------------- multimap 容器的元素的搜索2
#pragma warning(disable:4786)
#include <iostream>
#include <string>
#include <UTILITY>
#include <map>
using namespace std;
struct userdevice
{
string m_devicename;
long m_deviced;
int m_devicePopedom;
};
typedef multimap<string, userdevice> USERTABLE;
typedef USERTABLE::const_iterator CIT;
typedef pair<CIT, CIT> Range;
int main()
{
// 定义一个迭代器
CIT it;
// 定义4个设备
userdevice d1, d2, d3, d4;
d1.m_deviced = 12341234;
d1.m_devicename = "d1";
d1.m_devicePopedom = 123;
d2.m_deviced = 23622344;
d2.m_devicename = "d2";
d2.m_devicePopedom = 234;
d3.m_deviced = 3451234;
d3.m_devicename = "d3";
d3.m_devicePopedom = 345;
d4.m_deviced = 43622344;
d4.m_devicename = "d4";
d4.m_devicePopedom = 456;
USERTABLE m_user;
m_user.insert(pair<string, userdevice>("zhangsanfeng",d1));
m_user.insert(pair<string, userdevice>("zhangsanfeng",d2));
m_user.insert(pair<string, userdevice>("zhangsanfeng2",d3));
m_user.insert(pair<string, userdevice>("zhangsanfeng2",d4));
// 查找方法一（查找key值是"zhangsanfeng"）
Range range = m_user.equal_range("zhangsanfeng");
for (CIT i = range.first; i!=range.second; ++i)
{
cout<< i->second.m_deviced <<','
<< i->second.m_devicename.c_str()<<','
<< i->second.m_devicePopedom
<< endl;
}
cout<< endl;
// 查找方法二（查找"zhangsanfeng2"）
CIT it2 = m_user.find("zhangsanfeng2");
while(it2!=m_user.end())
{
cout<< it2->second.m_deviced <<','
<< it2->second.m_devicename.c_str()<<','
<< it2->second.m_devicePopedom
<< endl;
++it2;
}
cout<< endl;
// 遍历
CIT it3 = m_user.begin();
while (it3!=m_user.end())
{
cout<< i->second.m_deviced <<','
<< it3->second.m_devicename.c_str()<<','
<< it3->second.m_devicePopedom
<< endl;
++it3;
}
cout<< endl;
return 0;
}
multimap 容器元素的设计
/* 下面的示例程序调用 multimap 容器的 size 和 count 函数，对元素个数和去某键值的元素个数进行统计
*/
-------------------------------------------------------- multimap 容器元素的设计
#pragma warning(disable:4786)
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
multimap<int, char> mm;
// 打印元素个数：0
cout << mm.size() << endl;
mm.insert(pair<int, char>(3, 'a'));
mm.insert(pair<int, char>(3, 'c'));
mm.insert(pair<int, char>(4, 'd'));
mm.insert(pair<int, char>(5, 'e'));
// 打印键值为 3 的元素个数
cout << mm.count(3) << endl;
// 打印元素个数
cout << mm.size() << endl;
return 0;
}