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STL中map用法详解</p> <p>说明：如果你具备一定的C++ template知识，即使你没有接触过STL，这个文章你也应该可能较轻易的看懂。本人水平有限，不当之处，望大家辅正。<br /> 一．Map概述<br /> Map是STL的一个关联容器，它提供一对一（其中第一个可以称为关键字，每个关键字只能在map中出现一次，第二个可能称为该关键字的值）的数据处理能力，由于这个特性，它完成有可能在我们处理一对一数据的时候，在编程上提供快速通道。这里说下map内部数据的组织，map内部自建一颗红黑树(一种非严格意义上的平衡二叉树)，这颗树具有对数据自动排序的功能，所以在map内部所有的数据都是有序的，后边我们会见识到有序的好处。<br /> 下面举例说明什么是一对一的数据映射。比如一个班级中，每个学生的学号跟他的姓名就存在着一一映射的关系，这个模型用map可能轻易描述，很明显学号用int描述，姓名用字符串描述(本篇文章中不用char *来描述字符串，而是采用STL中string来描述),下面给出map描述代码：<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> 1. map的构造函数<br /> map共提供了6个构造函数，这块涉及到内存分配器这些东西，略过不表，在下面我们将接触到一些map的构造方法，这里要说下的就是，我们通常用如下方法构造一个map：<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> 2. 数据的插入<br /> 在构造map容器后，我们就可以往里面插入数据了。这里讲三种插入数据的方法：<br /> 第一种：用insert函数插入pair数据，下面举例说明(以下代码虽然是随手写的，应该可以在VC和GCC下编译通过，大家可以运行下看什么效果，在VC下请加入这条语句，屏蔽4786警告 ＃pragma warning (disable:4786) )<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));<br /> map<int, string>::iterator iter;<br /> for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)<br /> {<br /> Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;<br /> }<br /> }<br /> 第二种：用insert函数插入value_type数据，下面举例说明<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));<br /> mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (2, “student_two”));<br /> mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (3, “student_three”));<br /> map<int, string>::iterator iter;<br /> for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)<br /> {<br /> Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;<br /> }<br /> }<br /> 第三种：用数组方式插入数据，下面举例说明<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> mapStudent[1] = “student_one”;<br /> mapStudent[2] = “student_two”;<br /> mapStudent[3] = “student_three”;<br /> map<int, string>::iterator iter;<br /> for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)<br /> {<br /> Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;<br /> }<br /> }<br /> 以上三种用法，虽然都可以实现数据的插入，但是它们是有区别的，当然了第一种和第二种在效果上是完成一样的，用insert函数插入数据，在数据的插入上涉及到集合的唯一性这个概念，即当map中有这个关键字时，insert操作是插入数据不了的，但是用数组方式就不同了，它可以覆盖以前该关键字对应的值，用程序说明<br /> mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));<br /> mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_two”));<br /> 上面这两条语句执行后，map中1这个关键字对应的值是“student_one”，第二条语句并没有生效，那么这就涉及到我们怎么知道insert语句是否插入成功的问题了，可以用pair来获得是否插入成功，程序如下<br /> Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;<br /> Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));<br /> 我们通过pair的第二个变量来知道是否插入成功，它的第一个变量返回的是一个map的迭代器，如果插入成功的话Insert_Pair.second应该是true的，否则为false。<br /> 下面给出完成代码，演示插入成功与否问题<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;<br /> Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));<br /> If(Insert_Pair.second == true)<br /> {<br /> Cout<<”Insert Successfully”<<endl;<br /> }<br /> Else<br /> {<br /> Cout<<”Insert Failure”<<endl;<br /> }<br /> Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_two”));<br /> If(Insert_Pair.second == true)<br /> {<br /> Cout<<”Insert Successfully”<<endl;<br /> }<br /> Else<br /> {<br /> Cout<<”Insert Failure”<<endl;<br /> }<br /> map<int, string>::iterator iter;<br /> for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)<br /> {<br /> Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;<br /> }<br /> }<br /> 大家可以用如下程序，看下用数组插入在数据覆盖上的效果<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> mapStudent[1] = “student_one”;<br /> mapStudent[1] = “student_two”;<br /> mapStudent[2] = “student_three”;<br /> map<int, string>::iterator iter;<br /> for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)<br /> {<br /> Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;<br /> }<br /> }<br /> 3. map的大小<br /> 在往map里面插入了数据，我们怎么知道当前已经插入了多少数据呢，可以用size函数，用法如下：<br /> Int nSize = mapStudent.size();<br /> 4. 数据的遍历<br /> 这里也提供三种方法，对map进行遍历<br /> 第一种：应用前向迭代器，上面举例程序中到处都是了，略过不表<br /> 第二种：应用反xiang迭代器，下面举例说明，要体会效果，请自个动手运行程序<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));<br /> map<int, string>::reverse_iterator iter;<br /> for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)<br /> {<br /> Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;<br /> }<br /> }<br /> 第三种：用数组方式，程序说明如下<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));<br /> int nSize = mapStudent.size()<br /> for(int nIndex = 0; nIndex < nSize; nIndex++)<br /> {<br /> Cout<<mapStudent[nIndex]<<end;<br /> }<br /> }<br /> 5. 数据的查找（包括判定这个关键字是否在map中出现）<br /> 在这里我们将体会，map在数据插入时保证有序的好处。<br /> 要判定一个数据（关键字）是否在map中出现的方法比较多，这里标题虽然是数据的查找，在这里将穿插着大量的map基本用法。<br /> 这里给出三种数据查找方法<br /> 第一种：用count函数来判定关键字是否出现，其缺点是无法定位数据出现位置,由于map的特性，一对一的映射关系，就决定了count函数的返回值只有两个，要么是0，要么是1，出现的情况，当然是返回1了<br /> 第二种：用find函数来定位数据出现位置，它返回的一个迭代器，当数据出现时，它返回数据所在位置的迭代器，如果map中没有要查找的数据，它返回的迭代器等于end函数返回的迭代器，程序说明<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));<br /> map<int, string>::iterator iter;<br /> iter = mapStudent.find(1);<br /> if(iter != mapStudent.end())<br /> {<br /> Cout<<”Find, the value is ”<<iter->second<<endl;<br /> }<br /> Else<br /> {<br /> Cout<<”Do not Find”<<endl;<br /> }<br /> }<br /> 第三种：这个方法用来判定数据是否出现，是显得笨了点，但是，我打算在这里讲解<br /> Lower_bound函数用法，这个函数用来返回要查找关键字的下界(是一个迭代器)<br /> Upper_bound函数用法，这个函数用来返回要查找关键字的上界(是一个迭代器)<br /> 例如：map中已经插入了1，2，3，4的话，如果lower_bound(2)的话，返回的2，而upper-bound（2）的话，返回的就是3<br /> Equal_range函数返回一个pair，pair里面第一个变量是Lower_bound返回的迭代器，pair里面第二个迭代器是Upper_bound返回的迭代器，如果这两个迭代器相等的话，则说明map中不出现这个关键字，程序说明<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> mapStudent[1] = “student_one”;<br /> mapStudent[3] = “student_three”;<br /> mapStudent[5] = “student_five”;<br /> map<int, string>::iterator iter;<br /> iter = mapStudent.lower_bound(2);<br /> {<br /> //返回的是下界3的迭代器<br /> Cout<<iter->second<<endl;<br /> }<br /> iter = mapStudent.lower_bound(3);<br /> {<br /> //返回的是下界3的迭代器<br /> Cout<<iter->second<<endl;<br /> }</p> <p>iter = mapStudent.upper_bound(2);<br /> {<br /> //返回的是上界3的迭代器<br /> Cout<<iter->second<<endl;<br /> }<br /> iter = mapStudent.upper_bound(3);<br /> {<br /> //返回的是上界5的迭代器<br /> Cout<<iter->second<<endl;<br /> }</p> <p>Pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mapPair;<br /> mapPair = mapStudent.equal_range(2);<br /> if(mapPair.first == mapPair.second)<br /> {<br /> cout<<”Do not Find”<<endl;<br /> }<br /> Else<br /> {<br /> Cout<<”Find”<<endl;<br /> }<br /> mapPair = mapStudent.equal_range(3);<br /> if(mapPair.first == mapPair.second)<br /> {<br /> cout<<”Do not Find”<<endl;<br /> }<br /> Else<br /> {<br /> Cout<<”Find”<<endl;<br /> }<br /> }<br /> 6. 数据的清空与判空<br /> 清空map中的数据可以用clear()函数，判定map中是否有数据可以用empty()函数，它返回true则说明是空map<br /> 7. 数据的删除<br /> 这里要用到erase函数，它有三个重载了的函数，下面在例子中详细说明它们的用法<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> #include <iostream><br /> Using namespace std;<br /> Int main()<br /> {<br /> Map<int, string> mapStudent;<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));<br /> mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));</p> <p>//如果你要演示输出效果，请选择以下的一种，你看到的效果会比较好<br /> //如果要删除1,用迭代器删除<br /> map<int, string>::iterator iter;<br /> iter = mapStudent.find(1);<br /> mapStudent.erase(iter);</p> <p> //如果要删除1，用关键字删除<br /> Int n = mapStudent.erase(1);//如果删除了会返回1，否则返回0</p> <p> //用迭代器，成片的删除<br /> //一下代码把整个map清空<br /> mapStudent.earse(mapStudent.begin(), mapStudent.end());<br /> //成片删除要注意的是，也是STL的特性，删除区间是一个前闭后开的集合</p> <p> //自个加上遍历代码，打印输出吧<br /> }<br /> 8. 其他一些函数用法<br /> 这里有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函数，感觉到这些函数在编程用的不是很多，略过不表，有兴趣的话可以自个研究<br /> 9. 排序<br /> 这里要讲的是一点比较高深的用法了,排序问题，STL中默认是采用小于号来排序的，以上代码在排序上是不存在任何问题的，因为上面的关键字是int型，它本身支持小于号运算，在一些特殊情况，比如关键字是一个结构体，涉及到排序就会出现问题，因为它没有小于号操作，insert等函数在编译的时候过不去，下面给出两个方法解决这个问题<br /> 第一种：小于号重载，程序举例<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> Using namespace std;<br /> Typedef struct tagStudentInfo<br /> {<br /> Int nID;<br /> String strName;<br /> }StudentInfo, *PStudentInfo; //学生信息</p> <p>Int main()<br /> {<br /> //用学生信息映射分数<br /> Map<StudentInfo, int>mapStudent;<br /> StudentInfo studentInfo;<br /> studentInfo.nID = 1;<br /> studentInfo.strName = “student_one”;<br /> mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));<br /> studentInfo.nID = 2;<br /> studentInfo.strName = “student_two”;<br /> mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));<br /> }<br /> 以上程序是无法编译通过的，只要重载小于号，就OK了，如下：<br /> Typedef struct tagStudentInfo<br /> {<br /> Int nID;<br /> String strName;<br /> Bool operator < (tagStudentInfo const& _A) const<br /> {<br /> //这个函数指定排序策略，按nID排序，如果nID相等的话，按strName排序<br /> If(nID < _A.nID) return true;<br /> If(nID == _A.nID) return strName.compare(_A.strName) < 0;<br /> Return false;<br /> }<br /> }StudentInfo, *PStudentInfo; //学生信息<br /> 第二种：仿函数的应用，这个时候结构体中没有直接的小于号重载，程序说明<br /> #include <map><br /> #include <string><br /> Using namespace std;<br /> Typedef struct tagStudentInfo<br /> {<br /> Int nID;<br /> String strName;<br /> }StudentInfo, *PStudentInfo; //学生信息</p> <p>Classs sort<br /> {<br /> Public:<br /> Bool operator() (StudentInfo const &_A, StudentInfo const &_B) const<br /> {<br /> If(_A.nID < _B.nID) return true;<br /> If(_A.nID == _B.nID) return _A.strName.compare(_B.strName) < 0;<br /> Return false;<br /> }<br /> };</p> <p>Int main()<br /> {<br /> //用学生信息映射分数<br /> Map<StudentInfo, int, sort>mapStudent;<br /> StudentInfo studentInfo;<br /> studentInfo.nID = 1;<br /> studentInfo.strName = “student_one”;<br /> mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));<br /> studentInfo.nID = 2;<br /> studentInfo.strName = “student_two”;<br /> mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));<br /> }<br /> 10. 另外<br /> 由于STL是一个统一的整体，map的很多用法都和STL中其它的东西结合在一起，比如在排序上，这里默认用的是小于号，即less<>，如果要从大到小排序呢，这里涉及到的东西很多，在此无法一一加以说明。<br /> 还要说明的是，map中由于它内部有序，由红黑树保证，因此很多函数执行的时间复杂度都是log2N的，如果用map函数可以实现的功能，而STL Algorithm也可以完成该功能，建议用map自带函数，效率高一些。<br /> 下面说下，map在空间上的特性，否则，估计你用起来会有时候表现的比较郁闷，由于map的每个数据对应红黑树上的一个节点，这个节点在不保存你的数据时，是占用16个字节的，一个父节点指针，左右孩子指针，还有一个枚举值（标示红黑的，相当于平衡二叉树中的平衡因子），我想大家应该知道，这些地方很费内存了吧，不说了……<br />