fin ring 快速 struct ever 區間 二叉樹 tps 們的

之前寫過一篇關於map容器的一篇博客，但是只有一些基礎操作，後來我在CSDN上看到了一位大佬寫的博客於是轉載過來了。

作者大大的博客https://blog.csdn.net/sunshinewave/article/details/8067862

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map是STL的一個關聯容器，它提供一對一（其中第一個可以稱為關鍵字，每個關鍵字只能在map中出現一次，第二個可能稱為該關鍵字的值）的數據處理能力，由於這個特性，它完成有可能在我們處理一對一數據的時候，在編程上提供快速通道。這裏說下map內部數據的組織，map內部自建一顆紅黑樹(一種非嚴格意義上的平衡二叉樹)，這顆樹具有對數據自動排序的功能，所以在map內部所有的數據都是有序的，後邊我們會見識到有序的好處。

下面舉例說明什麽是一對一的數據映射。比如一個班級中，每個學生的學號跟他的姓名就存在著一一映射的關系，這個模型用map可能輕易描述，很明顯學號用int描述，姓名用字符串描述(本篇文章中不用char *來描述字符串，而是采用STL中string來描述),下面給出map描述代碼：

map<int
 
, string> mapStudent;

1.map的構造函數

map共提供了6個構造函數，這塊涉及到內存分配器這些東西，略過不表，在下面我們將接觸到一些map的構造方法，這裏要說下的就是，我們通常用如下方法構造一個map：

map<int, string> mapStudent;

2.數據的插入

在構造map容器後，我們就可以往裏面插入數據了。這裏講三種插入數據的方法： 第一種：用insert函數插入pair數據，下面舉例說明(以下代碼雖然是隨手寫的，應該可以在VC和GCC下編譯通過，大家可以運行下看什麽效果，在VC下請加入這條語句，屏蔽4786警告 #pragma warning (disable:4786) )

 1
 
 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;//pair<int,string>p;p=make_pair(v1,v2); 
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        map<int, string>::iterator  iter;
12        for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
13        {
14           cout<<iter->first<<"  "<<iter->second<<endl;
15        }
16 }

1 make_pair()//返回類型為對應的pair類型
2 無需寫出類別，就可以生成一個pair對象
3 例：
4 make_pair(1,‘@‘)
5 而不必費力的寫成
6 pair<int ,char>(1,‘@‘)

第二種：用insert函數插入value_type數據，下面舉例說明

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (3, "student_three"));
11        map<int, string>::iterator  iter;
12        for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
13        {
14            cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
15        }
16 }

第三種：用數組方式插入數據，下面舉例說明

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent[1] =  "student_one";
 9        mapStudent[2] =  "student_two";
10        mapStudent[3] =  "student_three";
11        map<int, string>::iterator  iter;
12        for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
13        {
14           cout<<iter->first<<"   "<<iter->second<<endl;
15        }
16 }

以上三種用法，雖然都可以實現數據的插入，但是它們是有區別的，當然了第一種和第二種在效果上是完成一樣的，用insert函數插入數據，在數據的插入上涉及到集合的唯一性這個概念，即當map中有這個關鍵字時，insert操作是插入數據不了的，但是用數組方式就不同了，它可以覆蓋以前該關鍵字對應的值，用程序說明

1 mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));
2 mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_two"));

上面這兩條語句執行後，map中1這個關鍵字對應的值是"student_one"，第二條語句並沒有生效，那麽這就涉及到我們怎麽知道insert語句是否插入成功的問題了，可以用pair來獲得是否插入成功，程序如下

1 Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;
2 Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));

我們通過pair的第二個變量來知道是否插入成功，它的第一個變量返回的是一個map的叠代器，如果插入成功的話Insert_Pair.second應該是true的，否則為false。 下面給出完成代碼，演示插入成功與否問題

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;
 9        Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
10        If(Insert_Pair.second == true)
11        {
12              cout<<"Insert Successfully"<<endl;
13        }
14        Else
15        {
16               cout<<"Insert Failure"<<endl;
17        }
18        Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_two"));
19        If(Insert_Pair.second == true)
20        {
21               cout<<"Insert Successfully"<<endl;
22        }
23        Else
24        {
25               cout<<"Insert Failure"<<endl;
26        }
27        map<int, string>::iterator  iter;
28        for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
29        {
30             cout<<iter->first<<"   "<<iter->second<<endl;
31        }
32 }

大家可以用如下程序，看下用數組插入在數據覆蓋上的效果

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
       map<int, string> mapStudent;
       mapStudent[1] =  "student_one";
       mapStudent[1] =  "student_two";
       mapStudent[2] =  "student_three";
       map<int, string>::iterator  iter;
       for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
       {
          cout<<iter->first<<"   "<<iter->second<<endl;
       }
}

3.map的大小

在往map裏面插入了數據，我們怎麽知道當前已經插入了多少數據呢，可以用size函數，用法如下：

int nSize = mapStudent.size();

4.數據的遍歷

這裏也提供三種方法，對map進行遍 第一種：應用前向叠代器，上面舉例程序中到處都是了，略過不表 第二種：應用反相叠代器，下面舉例說明，要體會效果，請自個動手運行程序

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        map<int, string>::reverse_iterator  iter;
12        for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)
13        {
14           cout<<iter->first<<"   "<<iter->second<<endl;
15        }
16 }

第三種：用數組方式，程序說明如下

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        int nSize = mapStudent.size()
12 //此處有誤，應該是 for(int nIndex = 1; nIndex <= nSize; nIndex++) 
13 //by rainfish
14        for(int nIndex = 0; nIndex < nSize; nIndex++)
15        {
16            cout<<mapStudent[nIndex]<<end;
17        }
18 }

5.數據的查找（包括判定這個關鍵字是否在map中出現）

在這裏我們將體會，map在數據插入時保證有序的好處。 要判定一個數據（關鍵字）是否在map中出現的方法比較多，這裏標題雖然是數據的查找，在這裏將穿插著大量的map基本用法。 這裏給出三種數據查找方法 第一種：用count函數來判定關鍵字是否出現，其缺點是無法定位數據出現位置,由於map的特性，一對一的映射關系，就決定了count函數的返回值只有兩個，要麽是0，要麽是1，出現的情況，當然是返回1了 第二種：用find函數來定位數據出現位置，它返回的一個叠代器，當數據出現時，它返回數據所在位置的叠代器，如果map中沒有要查找的數據，它返回的叠代器等於end函數返回的叠代器，程序說明

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        map<int, string>::iterator iter;
12        iter = mapStudent.find(1);
13        if(iter != mapStudent.end())
14       {
15            cout<<"Find, the value is "<<iter->second<<endl;
16        }
17        Else
18        {
19            cout<<"Do not Find"<<endl;
20        }
21 }

第三種：這個方法用來判定數據是否出現，是顯得笨了點，但是，我打算在這裏講解 Lower_bound函數用法，這個函數用來返回要查找關鍵字的下界(是一個叠代器) Upper_bound函數用法，這個函數用來返回要查找關鍵字的上界(是一個叠代器) 例如：map中已經插入了1，2，3，4的話，如果lower_bound(2)的話，返回的2，而upper-bound（2）的話，返回的就是3 Equal_range函數返回一個pair，pair裏面第一個變量是Lower_bound返回的叠代器，pair裏面第二個叠代器是Upper_bound返回的叠代器，如果這兩個叠代器相等的話，則說明map中不出現這個關鍵字，程序說明

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent[1] =  "student_one";
 9        mapStudent[3] =  "student_three";
10        mapStudent[5] =  "student_five";
11        map<int, string>::iterator  iter;
12        iter = mapStudent.lower_bound(2);
13       {
14        //返回的是下界3的叠代器
15        cout<<iter->second<<endl;
16        }
17        iter = mapStudent.lower_bound(3);
18        {
19        //返回的是下界3的叠代器
20        cout<<iter->second<<endl;
21        }
22         iter = mapStudent.upper_bound(2);
23        {
24        //返回的是上界3的叠代器
25         cout<<iter->second<<endl;
26        }
27        iter = mapStudent.upper_bound(3);
28       {
29        //返回的是上界5的叠代器
30        cout<<iter->second<<endl;
31 }
32       Pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mapPair;
33       mapPair = mapStudent.equal_range(2);
34       if(mapPair.first == mapPair.second)
35       {
36           cout<<"Do not Find"<<endl;
37        }
38        Else
39        {
40             cout<<"Find"<<endl;
41         }
42        mapPair = mapStudent.equal_range(3);
43        if(mapPair.first == mapPair.second)
44        {
45             cout<<"Do not Find"<<endl;
46         }
47        Else
48        {
49            cout<<"Find"<<endl;
50        }
51 }

6. 數據的清空與判空

清空map中的數據可以用clear()函數，判定map中是否有數據可以用empty()函數，它返回true則說明是空map

7. 數據的刪除

這裏要用到erase函數，它有三個重載了的函數，下面在例子中詳細說明它們的用法

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main()
 6 {
 7        map<int, string> mapStudent;
 8        mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));
 9        mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));
10        mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));
11        //如果你要演示輸出效果，請選擇以下的一種，你看到的效果會比較好
12        //如果要刪除1,用叠代器刪除
13        map<int, string>::iterator iter;
14        iter = mapStudent.find(1);
15        mapStudent.erase(iter);
16        //如果要刪除1，用關鍵字刪除
17        int n = mapStudent.erase(1);//如果刪除了會返回1，否則返回0
18        //用叠代器，成片的刪除
19        //一下代碼把整個map清空
20        mapStudent.earse(mapStudent.begin(), mapStudent.end());
21        //成片刪除要註意的是，也是STL的特性，刪除區間是一個前閉後開的集合
22      //自個加上遍歷代碼，打印輸出吧
23 }

8.其他一些函數用法

這裏有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函數，感覺到這些函數在編程用的不是很多，略過不表，有興趣的話可以自個研究

9.排序

這裏要講的是一點比較高深的用法了,排序問題，STL中默認是采用小於號來排序的，以上代碼在排序上是不存在任何問題的，因為上面的關鍵字是int型，它本身支持小於號運算，在一些特殊情況，比如關鍵字是一個結構體，涉及到排序就會出現問題，因為它沒有小於號操作，insert等函數在編譯的時候過不去，下面給出兩個方法解決這個問題 第一種：小於號重載，程序舉例

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 uing namespace std;
 4 Typedef struct tagStudentInfo
 5 {
 6        int      nID;
 7        String   strName;
 8 }StudentInfo, *PStudentInfo;  //學生信息
 9 int main()
10 {
11        int nSize;
12        //用學生信息映射分數
13        map<StudentInfo, int>mapStudent;
14        map<StudentInfo, int>::iterator iter;
15        StudentInfo studentInfo;
16        studentInfo.nID = 1;
17        studentInfo.strName = "student_one"
18        mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));
19        studentInfo.nID = 2;
20        studentInfo.strName = "student_two";
21        mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));
22        for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
23          cout<<iter->first.nID<<endl<<iter->first.strName<<endl<<iter->second<<endl;
24 }

以上程序是無法編譯通過的，只要重載小於號，就OK了，如下：

 1 Typedef struct tagStudentInfo
 2 {
 3        int      nID;
 4        String   strName;
 5        Bool operator < (tagStudentInfo const& _A) const
 6        {
 7               //這個函數指定排序策略，按nID排序，如果nID相等的話，按strName排序
 8               If(nID < _A.nID)  return true;
 9               If(nID == _A.nID) return strName.compare(_A.strName) < 0;
10               Return false;
11        }
12 }StudentInfo, *PStudentInfo;  //學生信息

第二種：仿函數的應用，這個時候結構體中沒有直接的小於號重載，程序說明

 1 #include <map>
 2 #include <string>
 3 using namespace std;
 4 Typedef struct tagStudentInfo
 5 {
 6        int      nID;
 7        String   strName;
 8 }StudentInfo, *PStudentInfo;  //學生信息
 9 class sort
10 {
11        Public:
12        Bool operator() (StudentInfo const &_A, StudentInfo const &_B) const
13        {
14               If(_A.nID < _B.nID) return true;
15               If(_A.nID == _B.nID) return _A.strName.compare(_B.strName) < 0;
16               Return false;
17        }
18 };
19 int main()
20 {
21        //用學生信息映射分數
22        map<StudentInfo, int, sort>mapStudent;
23        StudentInfo studentInfo;
24        studentInfo.nID = 1;
25        studentInfo.strName = "student_one";
26        mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));
27        studentInfo.nID = 2;
28        studentInfo.strName = "student_two";
29        mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));
30 }

10.另外

由於STL是一個統一的整體，map的很多用法都和STL中其它的東西結合在一起，比如在排序上，這裏默認用的是小於號，即less<>，如果要從大到小排序呢，這裏涉及到的東西很多，在此無法一一加以說明。 還要說明的是，map中由於它內部有序，由紅黑樹保證，因此很多函數執行的時間復雜度都是log2N的，如果用map函數可以實現的功能，而STL Algorithm也可以完成該功能，建議用map自帶函數，效率高一些。 下面說下，map在空間上的特性，否則，估計你用起來會有時候表現的比較郁悶，由於map的每個數據對應紅黑樹上的一個節點，這個節點在不保存你的數據時，是占用16個字節的，一個父節點指針，左右孩子指針，還有一個枚舉值（標示紅黑的，相當於平衡二叉樹中的平衡因子），我想大家應該知道，這些地方很費內存了。

C++ STL map