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题目描述与分析

题目描述：
假设你手里有一串钥匙，这串钥匙上每把钥匙都有一个编号，对应着一个房门的编号。现给你一个房门编号，你需要判断是否能够打开该房门。

输入描述：
测试数据共有多组。
第一行为一个整数 s，表示共有多少组测试数据。
每组第一行有一个整数 n，表示钥匙串上有多少把钥匙。
后面共有 n 行输入，每行两个整数，第一个整数 k 表示钥匙编号，第二个整数 d 表示房门编号。
最后一行有一个整数 x，表示需要打开的房门编号。

输出描述：
输出多组，每组占一行。 如果能打开，则输出钥匙编号，不能打开则输出“Can’t open the door.”。

输入示例：

2
5
878788 9373833
837837 3837378
378338 3398939
388733 2329389
878373 3938399
3938399
3
998389 3892393
444323 3892783
883782 5334332
8739833

输出示例：

878373
Can't open the door.

一、map的基本介绍

我们常常把map称之为映射，就是将一个元素（通常称之为key键）与一个相对应的值（通常称之为value）关联起来，比如说一个学生的姓名（key)有与之对应的成绩(value)，它们是一一对应的，就好像一把钥匙开一扇门，在map中键是唯一的，也只有一个唯一的确定的值。

在C++中， map 提供了以下三种数据结构，其底层实现以及优劣如下表所示：
map中的键是唯一的，但是multimap则没有此限制

std::unordered_map 的key值存储是无序的，底层实现为哈希表，查找速度更快，如果不需要排序而只是快速查找键对应的值，可以考虑使用。

std::map 和std::multimap 的底层实现是红黑树，它的key值存储是有序的，如果需要对键值对进行自定义排序，可以考虑使用std::map。

二、map的使用

使用映射容器需要引入头文件<unordered_map>或者<map>

// 引入unordered_map头文件，包含unordered_map类型
#include <unordered_map>
// 引入map头文件，包含map类型和multimap类型
#include <map>

想要声明map映射关系，需要指定键的类型和值的类型。

// 声明一个整数类型映射到整数类型的 无序映射
unordered_map<int, int> uMap;
// 声明一个将字符串映射到整数的`map`，可以这样声明：
map<string, int> myMap;

想要插入键值对key-value, 需要使用insert()函数或者使用[]操作符来插入。如果键不存在，[]操作符将会创建一个新的键值对，将其插入到map中，并将值初始化为默认值（对于整数来说，默认值是0）。

uMap[0] = 10;
uMap[10] = 0;

myMap["math"] = 100;
myMap["english"] = 80;

和set类似，可以使用find函数来检查某个键是否存在于map中，它会返回一个迭代器。如果键存在，迭代器指向该键值对，否则指向map的末尾。

if (myMap.find("math") != myMap.end()) {
    // 键存在
} else {
    // 键不存在
}

你可以使用范围for循环来遍历map中的所有键值对，进行各种操作。

for(const pair<int,int>& kv:umap) {
  
}

当使用范围for循环遍历map时，我们需要声明一个变量kv来存储每个键值对。这个变量的类型通常是pair类型，下面就让我们详细解释一下const pair<int,int>& kv:umap

const用于声明一个不可修改的变量，这意味着一旦变量被初始化，就不能再修改其值。常量通常用大写字母表示
因为const声明的变量一旦创建后就无法修改值，所以必须初始化。

const double PI = 3.1415926；

在这里，const关键字表示你只能读取容器中的元素，而不能修改它们。

而pair<int, int>定义了kv也就是键值对的数据类型是pair, C++中的pair类型会将两个不同的值组合成一个单元， 常用于存储键值对，创建pair的时候，也必须提供两个类型名，比如上面的pair对象，两个值的类型都是int， 在使用时通过first 和 second 成员来访问 pair 中的第一个和第二个元素, 它的 first 成员存储键，而 second 成员存储值。

&：这个符号表示kv是一个引用（reference），而不是值的拷贝, 如果不使用引用的话，那在每次循环迭代中都会重新创建一个新的pair对象来复制键值对，而这会导致不必要的内存分配和拷贝操作。

三、代码编写

while (n--) {
  // 输入key 和 door
    cin >> key >> door;
    umap[key] = door; // 将key 和 对应的door 放进map中
}

设置一个flag, 用来标志是否已经找到了匹配的键值对

bool flag = true;

遍历map, 判断当前键值对中的值是否等于输入的值，如果等于，则将键输出并退出

for(const pair<int,int>& kv:umap) {
  // 检查当前键值对中的值是否等于x
    if (kv.second == x) {
        cout << kv.first << endl;
      // 如果找到了匹配的键值对，将键kv.first输出到标准输出，并换行
        flag = false;
        break;
    }
}

完整代码如下：

#include <iostream>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main() {
    int s, n, key, door, x;
    cin >> s;
    while (s--) {
        unordered_map<int, int> umap;
        cin >> n;
        while (n--) {
            cin >> key >> door;
            umap[key] = door; // 将key 和 对应的door 放进map中
        }
        cin >> x;

        bool flag = true;

        // 遍历map
        // const 表示kv不可修改， 加 & 避免数值赋值，提高值传递效率
        for(const pair<int,int> &kv : umap) {
          // 检查当前键值对中的值是否等于x
            if (kv.second == x) {
                cout << kv.first << endl;
              // 如果找到了匹配的键值对，将键kv.first输出到标准输出，并换行
                flag = false;
                break;
            }
        }
        if (flag) cout << "Can't open the door." << endl;
    }
}

四、范围for循环

C++11引入了范围for循环，用于更方便地遍历容器中的元素。这种循环提供了一种简单的方式来迭代容器中的每个元素，而不需要显式地使用迭代器或索引。

for (类型 变量名 : 容器) {
    // 在这里使用一个变量名，表示容器中的每个元素
}

比如下面的代码就表示使用范围for循环遍历一个容器

std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

// 使用范围for循环遍历向量中的元素
for (int num : numbers) {
    std::cout << num << " ";
}

范围for循环不会修改容器中的元素，它只用于读取元素。如果需要修改容器中的元素，需要使用传统的for循环或其他迭代方式。

此外，还可以使用auto关键字来让编译器自动推断元素的类型，这样代码会更通用

// 使用auto关键字自动推断元素的类型
for (auto num : numbers) {
    std::cout << num << " ";
}