「C/C++」C++ STL容器库之 std::multimap 键值对的集合容器

news2024/11/23 4:10:00

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std::multimap容器详解

1. 引用头文件

在C++中，std::multimap是标准模板库（STL）中的一个关联容器，它存储键值对（key-value pairs），并且允许键的重复。要使用std::multimap，首先需要包含相应的头文件：

#include <map>

2. 注意事项

有序性：std::multimap是一个有序集合容器，它根据元素的键值自动进行排序。
重复元素：与std::map不同，std::multimap允许存储重复的元素。
空间消耗：由于std::multimap使用红黑树作为内部数据结构，相对于其他简单的数据结构（如数组或链表），其空间消耗可能会稍高一些。
查找与删除：由于允许键的重复，在进行查找和删除操作时，需要注意可能会有多个元素匹配同一个键。

3. 函数构造与对象初始化

std::multimap类模板提供了多个构造函数，用于创建和初始化multimap对象。

// 默认构造函数：创建一个空的multimap容器。
std::multimap<int, std::string> mmap;

// 初始化列表：在创建multimap的同时进行初始化。
std::multimap<int, std::string> mmap{{1, "one"}, {2, "two"}, {1, "uno"}};

// 拷贝构造函数：通过已有的multimap对象来初始化新的multimap对象。
std::multimap<int, std::string> mmap2(mmap);

// 自定义排序：通过提供自定义的比较函数来修改multimap内部的排序规则。
std::multimap<int, std::string, std::greater<int>> mmap3{{1, "one"}, {2, "two"}};

4. 元素访问

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std::multimap提供了多种方式来访问其元素，包括迭代器、范围for循环等。

5. 迭代器

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std::multimap的迭代器提供了对容器中元素的顺序访问。迭代器类型包括正向迭代器和逆向迭代器。

正向迭代器：

auto it = mmap.begin();
while (it != mmap.end()) {
    // 访问元素
    ++it;
}

逆向迭代器：

auto rit = mmap.rbegin();
while (rit != mmap.rend()) {
    // 访问元素
    ++rit;
}

for循环迭代器：

for (auto it = mmap.begin(); it != mmap.end(); ++it) {
    std::cout << it->first << " " << it->second << std::endl;
}

6. 容器

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std::multimap作为关联容器，具有一些特定的成员函数来管理其容量和状态。

size()：返回容器中元素的个数。

std::cout << mmap.size() << std::endl;

empty()：如果multimap为空，则返回true。

if (mmap.empty()) {
    std::cout << "Multimap is empty" << std::endl;
}

max_size()：返回容器可以容纳的最大元素个数。

std::cout << mmap.max_size() << std::endl;

7. 修改器

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std::multimap提供了多种成员函数来插入、删除和修改元素。

insert()：插入元素。

mmap.insert({3, "three"});

erase()：删除元素。

mmap.erase(1); // 删除所有键为1的元素

swap()：交换两个multimap的内容。

std::multimap<int, std::string> mmap2;
mmap.swap(mmap2);

8. 元素比较

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std::multimap使用比较函数来确定元素的顺序和等价性。默认情况下，使用std::less进行升序排序。

key_comp()：返回用于比较键的函数。

auto comp = mmap.key_comp();

value_comp()：返回用于比较元素值的函数。

auto val_comp = mmap.value_comp();

代码示例

以下是一个完整的代码示例，展示了如何创建、初始化和操作std::multimap对象。

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>

int main() {
    // 创建并初始化multimap对象
    std::multimap<int, std::string> mmap{{1, "one"}, {2, "two"}, {1, "uno"}};

    // 插入元素
    mmap.insert({3, "three"});

    // 访问元素
    for (auto& elem : mmap) {
        std::cout << elem.first << " " << elem.second << std::endl;
    }

    // 删除元素
    mmap.erase(1);

    // 再次访问元素
    std::cout << "After erasing key 1:" << std::endl;
    for (auto& elem : mmap) {
        std::cout << elem.first << " " << elem.second << std::endl;
    }

    return 0;
}