STL中map用法詳解
一．Map概述
Map是STL的一個(gè)關(guān)聯(lián)容器，它提供一對(duì)一（其中第一個(gè)可以稱(chēng)為關(guān)鍵字，每個(gè)關(guān)鍵字只能在map中出現(xiàn)一次，第二個(gè)可能稱(chēng)為該關(guān)鍵字的值）的數(shù)據(jù)處理能力，由于這個(gè)特性，它完成有可能在我們處理一對(duì)一數(shù)據(jù)的時(shí)候，在編程上提供快速通道。這里說(shuō)下map內(nèi)部數(shù)據(jù)的組織，map內(nèi)部自建一顆紅黑樹(shù)(一種非嚴(yán)格意義上的平衡二叉樹(shù))，這顆樹(shù)具有對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)排序的功能，所以在map內(nèi)部所有的數(shù)據(jù)都是有序的，后邊我們會(huì)見(jiàn)識(shí)到有序的好處。
下面舉例說(shuō)明什么是一對(duì)一的數(shù)據(jù)映射。比如一個(gè)班級(jí)中，每個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)跟他的姓名就存在著一一映射的關(guān)系，這個(gè)模型用map可能輕易描述，很明顯學(xué)號(hào)用int描述，姓名用字符串描述(本篇文章中不用char *來(lái)描述字符串，而是采用STL中string來(lái)描述),下面給出map描述代碼：
Map<int, string> mapStudent;
1. map的構(gòu)造函數(shù)
map共提供了6個(gè)構(gòu)造函數(shù)，這塊涉及到內(nèi)存分配器這些東西，略過(guò)不表，在下面我們將接觸到一些map的構(gòu)造方法，這里要說(shuō)下的就是，我們通常用如下方法構(gòu)造一個(gè)map：
Map<int, string> mapStudent;
2. 數(shù)據(jù)的插入
在構(gòu)造map容器后，我們就可以往里面插入數(shù)據(jù)了。這里講三種插入數(shù)據(jù)的方法：
第一種：用insert函數(shù)插入pair數(shù)據(jù)
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
map<int, string>::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
第二種：用insert函數(shù)插入value_type數(shù)據(jù)，下面舉例說(shuō)明
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));
第三種：用數(shù)組方式插入數(shù)據(jù)，下面舉例說(shuō)明
mapStudent[1] = “student_one”;
mapStudent[2] = “student_two”;
mapStudent[3] = “student_three”;
以上三種用法，雖然都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入，但是它們是有區(qū)別的，當(dāng)然了第一種和第二種在效果上是完成一樣的，用insert函數(shù)插入數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)的插入上涉及到集合的唯一性這個(gè)概念，即當(dāng)map中有這個(gè)關(guān)鍵字時(shí)，insert操作是插入數(shù)據(jù)不了的，但是用數(shù)組方式就不同了，它可以覆蓋以前該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的值，用程序說(shuō)明
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_two”));
3. map的大小
在往map里面插入了數(shù)據(jù)，我們?cè)趺粗喇?dāng)前已經(jīng)插入了多少數(shù)據(jù)呢，可以用size函數(shù)，用法如下：
int nSize = mapStudent.size();
4. 數(shù)據(jù)的遍歷
這里也提供三種方法，對(duì)map進(jìn)行遍歷
第一種：應(yīng)用前向迭代器，上面舉例程序中到處都是了，略過(guò)不表
第二種：應(yīng)用反相迭代器，下面舉例說(shuō)明，要體會(huì)效果，請(qǐng)自個(gè)動(dòng)手運(yùn)行程序
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
map<int, string>::reverse_iterator iter;
for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}
第三種：用數(shù)組方式，程序說(shuō)明如下
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
int nSize = mapStudent.size()
for(int nIndex = 0; nIndex < nSize; nIndex++)
{
Cout<<mapStudent[nIndex]<<end;
}
}
5. 數(shù)據(jù)的查找（包括判定這個(gè)關(guān)鍵字是否在map中出現(xiàn)）
在這里我們將體會(huì)，map在數(shù)據(jù)插入時(shí)保證有序的好處。
要判定一個(gè)數(shù)據(jù)（關(guān)鍵字）是否在map中出現(xiàn)的方法比較多，這里標(biāo)題雖然是數(shù)據(jù)的查找，在這里將穿插著大量的map基本用法。
這里給出三種數(shù)據(jù)查找方法
第一種：用count函數(shù)來(lái)判定關(guān)鍵字是否出現(xiàn)，其缺點(diǎn)是無(wú)法定位數(shù)據(jù)出現(xiàn)位置,由于map的特性，一對(duì)一的映射關(guān)系，就決定了count函數(shù)的返回值只有兩個(gè)，要么是0，要么是1，出現(xiàn)的情況，當(dāng)然是返回1了
第二種：用find函數(shù)來(lái)定位數(shù)據(jù)出現(xiàn)位置，它返回的一個(gè)迭代器，當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)時(shí)，它返回?cái)?shù)據(jù)所在位置的迭代器，如果map中沒(méi)有要查找的數(shù)據(jù)，它返回的迭代器等于end函數(shù)返回的迭代器，程序說(shuō)明
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
map<int, string>::iterator iter;
iter = mapStudent.find(1);
if(iter != mapStudent.end())
{
Cout<<”Find, the value is ”<<iter->second<<endl;
}
Else
{
Cout<<”Do not Find”<<endl;
}
}
第三種：這個(gè)方法用來(lái)判定數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)，是顯得笨了點(diǎn)，但是，
Lower_bound函數(shù)用法，這個(gè)函數(shù)用來(lái)返回要查找關(guān)鍵字的下界(是一個(gè)迭代器)
Upper_bound函數(shù)用法，這個(gè)函數(shù)用來(lái)返回要查找關(guān)鍵字的上界(是一個(gè)迭代器)
例如：map中已經(jīng)插入了1，2，3，4的話(huà)，如果lower_bound(2)的話(huà)，返回的2，而upper-bound（2）的話(huà)，返回的就是3
Equal_range函數(shù)返回一個(gè)pair，pair里面第一個(gè)變量是Lower_bound返回的迭代器，pair里面第二個(gè)迭代器是Upper_bound返回的迭代器，如果這兩個(gè)迭代器相等的話(huà)，則說(shuō)明map中不出現(xiàn)這個(gè)關(guān)鍵字，程序說(shuō)明
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent[1] = “student_one”;
mapStudent[3] = “student_three”;
mapStudent[5] = “student_five”;
map<int, string>::iterator iter;
iter = mapStudent.lower_bound(2);
{
//返回的是下界3的迭代器
Cout<<iter->second<<endl;
}
iter = mapStudent.lower_bound(3);
{
//返回的是下界3的迭代器
Cout<<iter->second<<endl;
}
iter = mapStudent.upper_bound(2);
{
//返回的是上界3的迭代器
Cout<<iter->second<<endl;
}
iter = mapStudent.upper_bound(3);
{
//返回的是上界5的迭代器
Cout<<iter->second<<endl;
}
Pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mapPair;
mapPair = mapStudent.equal_range(2);
if(mapPair.first == mapPair.second)
{
cout<<”Do not Find”<<endl;
}
Else
{
Cout<<”Find”<<endl;
}
mapPair = mapStudent.equal_range(3);
if(mapPair.first == mapPair.second)
{
cout<<”Do not Find”<<endl;
}
Else
{
Cout<<”Find”<<endl;
}
}
6. 數(shù)據(jù)的清空與判空
清空map中的數(shù)據(jù)可以用clear()函數(shù)，判定map中是否有數(shù)據(jù)可以用empty()函數(shù)，它返回true則說(shuō)明是空map
7. 數(shù)據(jù)的刪除
這里要用到erase函數(shù)，它有三個(gè)重載了的函數(shù)，下面在例子中詳細(xì)說(shuō)明它們的用法
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
//如果你要演示輸出效果，請(qǐng)選擇以下的一種，你看到的效果會(huì)比較好
//如果要?jiǎng)h除1,用迭代器刪除
map<int, string>::iterator iter;
iter = mapStudent.find(1);
mapStudent.erase(iter);
//如果要?jiǎng)h除1，用關(guān)鍵字刪除
Int n = mapStudent.erase(1);//如果刪除了會(huì)返回1，否則返回0
//用迭代器，成片的刪除
//一下代碼把整個(gè)map清空
mapStudent.earse(mapStudent.begin(), mapStudent.end());
//成片刪除要注意的是，也是STL的特性，刪除區(qū)間是一個(gè)前閉后開(kāi)的集合
//自個(gè)加上遍歷代碼，打印輸出吧
}
8. 其他一些函數(shù)用法
這里有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函數(shù)，感覺(jué)到這些函數(shù)在編程用的不是很多，略過(guò)不表，有興趣的話(huà)可以自個(gè)研究
9. 排序
這里要講的是一點(diǎn)比較高深的用法了,排序問(wèn)題，STL中默認(rèn)是采用小于號(hào)來(lái)排序的，以上代碼在排序上是不存在任何問(wèn)題的，因?yàn)樯厦娴年P(guān)鍵字是int型，它本身支持小于號(hào)運(yùn)算，在一些特殊情況，比如關(guān)鍵字是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，涉及到排序就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)樗鼪](méi)有小于號(hào)操作，insert等函數(shù)在編譯的時(shí)候過(guò)不去，下面給出兩個(gè)方法解決這個(gè)問(wèn)題
第一種：小于號(hào)重載，程序舉例
#include <map>
#include <string>
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo; //學(xué)生信息
Int main()
{
//用學(xué)生信息映射分?jǐn)?shù)
Map<StudentInfo, int>mapStudent;
StudentInfo studentInfo;
studentInfo.nID = 1;
studentInfo.strName = “student_one”;
mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));
studentInfo.nID = 2;
studentInfo.strName = “student_two”;
mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));
}
以上程序是無(wú)法編譯通過(guò)的，只要重載小于號(hào)，就OK了，如下：
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
Bool operator < (tagStudentInfo const& _A) const
{
//這個(gè)函數(shù)指定排序策略，按nID排序，如果nID相等的話(huà)，按strName排序
If(nID < _A.nID) return true;
If(nID == _A.nID) return strName.compare(_A.strName) < 0;
Return false;
}
}StudentInfo, *PStudentInfo; //學(xué)生信息
第二種：仿函數(shù)的應(yīng)用，這個(gè)時(shí)候結(jié)構(gòu)體中沒(méi)有直接的小于號(hào)重載，程序說(shuō)明
#include <map>
#include <string>
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo; //學(xué)生信息
Classs sort
{
Public:
Bool operator() (StudentInfo const &_A, StudentInfo const &_B) const
{
If(_A.nID < _B.nID) return true;
If(_A.nID == _B.nID) return _A.strName.compare(_B.strName) < 0;
Return false;
}
};
Int main()
{
//用學(xué)生信息映射分?jǐn)?shù)
Map<StudentInfo, int, sort>mapStudent;
StudentInfo studentInfo;
studentInfo.nID = 1;
studentInfo.strName = “student_one”;
mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));
studentInfo.nID = 2;
studentInfo.strName = “student_two”;
mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));
}
10. 另外
由于STL是一個(gè)統(tǒng)一的整體，map的很多用法都和STL中其它的東西結(jié)合在一起，比如在排序上，這里默認(rèn)用的是小于號(hào)，即less<>，如果要從大到小排序呢，這里涉及到的東西很多，在此無(wú)法一一加以說(shuō)明。
還要說(shuō)明的是，map中由于它內(nèi)部有序，由紅黑樹(shù)保證，因此很多函數(shù)執(zhí)行的時(shí)間復(fù)雜度都是log2N的，如果用map函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)的功能，而STL Algorithm也可以完成該功能，建議用map自帶函數(shù)，效率高一些。
下面說(shuō)下，map在空間上的特性，否則，估計(jì)你用起來(lái)會(huì)有時(shí)候表現(xiàn)的比較郁悶，由于map的每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)紅黑樹(shù)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)在不保存你的數(shù)據(jù)時(shí)，是占用16個(gè)字節(jié)的，一個(gè)父節(jié)點(diǎn)指針，左右孩子指針，還有一個(gè)枚舉值（標(biāo)示紅黑的，相當(dāng)于平衡二叉樹(shù)中的平衡因子），我想大家應(yīng)該知道，這些地方很費(fèi)內(nèi)存了吧，不說(shuō)了……
posted on 2009-05-09 16:40
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