C++：map容器的使用

news2024/12/23 9:38:46

一、map的使用介绍

map文档介绍

1.1 map的模版参数

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来进行比较的，缺省情况（不传参数时）按照小于来比较，一般情况下（内置类型的元素）不需要传递该参数，对于自定义类型无法进行比较时，需要用户自己显式的进行传递比较规则（这里一般是传入仿函数或者函数指针）

Alloc：通过空间配置器来申请底层空间， 不需要用户传递，但是如果不想使用标准库提供的空间配置器时可以自己传递。

注意：使用map时，需要包含头文件。

1.2 map的构造

  1. 默认构造：构造一个空的map，不需要传参
  2. 使用迭代器区间构造
  3. 拷贝构造

实例：

void test1()
{
	//使用无参构造，构造出一个空map
	map<int, int> m;

	vector<pair<int, int>>tmp = { {1, 2}, {2, 3}, {3, 4}, {4, 5} };
	//使用迭代器区间构造一个map
	map<int, int> m1(tmp.begin(), tmp.end());
	cout << "迭代器区间构造：" << endl;
	for (auto e : m1)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;

	//使用拷贝构造，构造一个map
	map<int, int> m2(m1);
	cout << "拷贝构造：" << endl;
	for (auto e : m2)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;
}

运行结果：

1.3 map的迭代器

  1. begin()：返回首元素位置的迭代器
  2. end(): 返回最后一个元素的下一个位置的迭代器
  3. cbegin(): 返回首元素位置的const迭代器（也就是不能对元素进行修改的迭代器）
  4. cend(): 返回最后一个元素的下一个位置的const迭代器
  5. rbegin(): 反向迭代器，返回最后一个元素的下一个位置的反向迭代器相当于end()，++反向迭代器会向前遍历
  6. rend(): 反向迭代器，返回首元素位置的反向迭代器，相当于begin()， --反向迭代器会向后遍历
  7. crbegin(): 反向const迭代器，返回最后一个元素的下一个位置的反向const迭代器相当于cend()，++反向迭代器会向前遍历
  8. crend(): 反向迭代器，返回首元素位置的反向const迭代器，相当于cbegin()， --反向迭代器会向后遍历

注意：使用const迭代器时不能对指向的元素进行修改，否则编译器会进行报错，如下所示：

实例：

void test2()
{
	std::map<int, int> m1{ {1, 2}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 6}, {7, 9}, {8, 10} };
	std::map<int, int>::iterator it1 = m1.begin();
	cout << "正向迭代器: " << endl;
	while (it1 != m1.end())
	{
		cout << it1->first << ":" << it1->second << endl;
		++it1;
	}
	cout << endl;
	std::map<int, int>::const_iterator it2 = m1.cbegin();
	cout << "正向const迭代器: " << endl;//const迭代器不能对指向元素进行修改，进行修改会报错
	while (it2 != m1.cend())
	{
		cout << it2->first << ":" << it2->second << endl;
		++it2;
	}
	cout << endl;

	std::map<int, int>::reverse_iterator it3 = m1.rbegin();
	cout << "反向迭代器: " << endl;
	while (it3 != m1.rend())
	{
		cout << it3->first << ":" << it3->second << endl;
		++it3;
	}
	cout << endl;
}

运行结果：

1.4 map的容量和元素访问

容量：

empty:如果map容器内是空的话就返回true否则返回false

size:返回map中的有效元素个数

元素访问：

operator[] ：根据key去查找value，如果没有对应的key就进行插入

实例：

void test3()
{
	std::map<int, int> m1{ {1, 2}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 6}, {7, 9}, {8, 10} };
	//容量
	if (!m1.empty())
		cout << "map不为空" << endl;
	else
		cout << "map为空" << endl;

	cout << "map内的有效元素个数：" << m1.size() << endl;

	//元素访问
	cout << "m1[1] == " << m1[1]  << "  " << "m1[2] == " << m1[2] << endl;
	//使用operator[]时如果没有对应的key则会进行插入, 插入后value默认给0
	cout << "m1[100] == " << m1[100] << endl;
}

运行结果：

1.5 map的元素修改

  1. 使用一个键值对进行插入，val是一个键值对，返回值是一个pair类型，iterator是插入位置的迭代器，bool返回的是是否插入成功，插入成功放回true，否则返回false
  2. 插入一个键值对val， 插入 val 到尽可能接近正好在 pos 之前的位置。
  3. 插入来自范围 [first, last) 的元素。优先插入键值与map中元素不重叠的元素，如果范围中的多个元素的键比较相等，标准库里没有确定插入规则。

实例：

void test4()
{
	std::map<int, int> m1;
	//插入一个键值对
	m1.insert(make_pair(1, 2));
	for (auto e : m1)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;
	//在尽可能接近pos插入一个键值对
	m1.insert(m1.begin(), make_pair(2, 5));
	for (auto e : m1)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;

	//使用迭代器范围插入
	vector<pair<int, int>> tmp = { {1, 3}, {4, 2} };
	m1.insert(tmp.begin(), tmp.end());
	for (auto e : m1)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;
}

运行结果：

  1. 按迭代器pos位置进行删除
  2. 按key进行删除
  3. 按迭代器区间进行删除

实例：

void test5()
{
	std::map<int, int> m1{ {1, 2}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 6}, {7, 9}, {8, 10} };
	for (auto e : m1)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;
	//按pos位置进行删除
	auto it = m1.find(1);
	m1.erase(it);
	for (auto e : m1)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;
	//按key删除
	m1.erase(2);
	for (auto e : m1)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;
	//按迭代器区间进行删除
	m1.erase(m1.begin(), m1.end());

	if (m1.empty())
		cout << "m1已经为空" << endl;

}

运行结果：

  1. 通过key进行查找返回普通迭代器，可以通过返回的迭代器对元素进行修改
  2. 通过key进行查找返回const迭代器，不能通过返回的迭代器读元素进行修改

实例：

void test6()
{
	std::map<int, int> m1{ {1, 2}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 6}, {7, 9}, {8, 10} };
	auto pos = m1.find(1);
	cout << pos->first << ":" << pos->second << endl;

	auto pos1 = m1.find(8);
	cout << pos1->first << ":" << pos->second << endl;
}

运行结果：

交换两个swap容器里面的元素。

实例：

void test7()
{
	std::map<int, int> m1{ {1, 2}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 6}, {7, 9}, {8, 10} };
	std::map<int, int> m2;//空map
	//交换前：
	cout << "交换前：" << endl;
	if (!m1.empty())
	{
		cout << "m1:" << endl;
		for (auto e : m1)
		{
			cout << e.first << ":" << e.second << endl;
		}
	}
	else
	{
		cout << "m1为空" << endl;
	}

	if (!m2.empty())
	{
		cout << "m2:" << endl;
		for (auto e : m2)
		{
			cout << e.first << ":" << e.second << endl;
		}
	}
	else
	{
		cout << "m2为空" << endl;
	}
	cout << endl;
	//交换后：
	cout << "交换后：" << endl;
	m2.swap(m1);
	if (!m1.empty())
	{
		cout << "m1:" << endl;
		for (auto e : m1)
		{
			cout << e.first << ":" << e.second << endl;
		}
	}
	else
	{
		cout << "m1为空" << endl;
	}

	if (!m2.empty())
	{
		cout << "m2:" << endl;
		for (auto e : m2)
		{
			cout << e.first << ":" << e.second << endl;
		}
	}
	else
	{
		cout << "m2为空" << endl;
	}
	cout << endl;
}

运行结果：

clear：将一个map里的元素清空。

实例：

void test8()
{
	std::map<int, int> m1{ {1, 2}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 6}, {7, 9}, {8, 10} };
	if (!m1.empty())
		cout << "m1的有效数据个数：" << m1.size() << endl;
	else
		cout << "m1为空" << endl;
	//清空m1
	m1.clear();
	if (!m1.empty())
		cout << "m1的有效数据个数：" << m1.size() << endl;
	else
		cout << "m1为空" << endl;
}

运行结果：

count返回key在map中出现的次数，但是map中key值是不允许重复的，因此返回值不是0，就是1。

可以利用这个特性来判断key是否在map中。

实例：

void test9()
{
	std::map<int, int> m1{ {1, 2}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 6}, {7, 9}, {8, 10} };
	int x = 0;
	cin >> x;
	if (m1.count(x))
		cout << "key为" << x << "的元素已经存在" << endl;
	else
		cout << "key为" << x << "的元素不存在" << endl;
}

运行结果：

二、map总结

  1. map中的元素是键值对。
  2. map中的key是唯一的，并且key是不能进行修改的。
  3. 默认按照小于的方式对key进行排序。
  4. map中的元素通过迭代器去遍历，可以得到一个有序序列（map的底层是红黑树，迭代器走的是中序遍历，因此遍历得到的序列是有序的）。
  5. map的底层是红黑树，查找效率是O(logN）
  6. map支持[]操作符，重载了operator[]因此可以通过[]对val进行访问。

三、multimap

3.1 multimap的介绍

multimap文档介绍

multimap和map只有一点不同，map的key是唯一的，multimap的key是可以重复的。

multimap的其他方面基本与map相同，使用时需要包含头文件。

注意：multimap中没有重载operator[]运算符,因为key不是唯一的不能通过key来对val进行访问。

3.2 multimap的使用

实例：

void test_multimap()
{
	std::multimap<int, int> m1{ {1, 2}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 6}, {7, 9}, {8, 10}, {1, 3}, { 2, 6 }, {3, 7} };
	for (auto e : m1)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;
}

运行结果：

四、 multimap总结

multimap的接口可以参考map的接口，功能基本相同。

  1. multimap中的key是可重复的。
  2. multimap中的元素默认按照小于比较。
  3. multimap中没有重载operator[]运算符。
  4. multimap使用时包含头文件。

这篇文章到这里就结束了，主要介绍了map的接口使用以及map和multimap的区别，希望大家通过这篇文章，能够对map的使用有所了解。

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