C++ map使用詳解

簡介

使用map的時候發現很多細節部分還是不清楚，所以重新整理一下。

#include <map>
map是使用紅黑樹實現的，訪問、查詢和刪除操作的複雜度都是O(logn)。

template<
    class Key,    //鍵
    class T,      //值
    class Compare = std::less<Key>,   // 
    class Allocator = std::allocator<std::pair<const Key, T> >
> class map
 
;

注意: 預設的情況下，Key要支援<操作，並且排序規則是從小到大。

一. 建構函式

map的建構函式方式大體來說有如下幾種：

std::map<std::string, int> default_map;    //預設構造
std::map<std::string, int> copied_map(default_map);    //拷貝構造
std::map<std::string, int> iter_map(default_map.find("abc"), default_map.end());    //Range constructor
 


//C++11 初始值列構造
std::map<std::string, int> init_map {
    {"this", 100},
    {"can", 100},
    {"be", 100},
    {"const", 100},
  };

二. 遍歷操作

遍歷map無疑就需要使用到迭代器，下面列出了四種map迭代器，詳細的遍歷可以看下文的程式碼部分。

iterator begin();   //返回指向起始元素的迭代器
iterator rbegin();  //返回指向末尾元素的迭代器

iterator end();     //返回指向末尾元素的後一個的迭代器
iterator
 
 rend();    //返回指向起始元素的前一個的迭代器

C++11中還加入了at()函式，這裡就不做介紹了。

三. 插入操作

1. 使用[]插入

直接使用[]插入，如果mymap中不存在鍵值為"abc"元素，那麼就執行插入操作。
- 操作示例：mymap["abc"] = 1;

2. 插入單個元素

• 函式原型：std::pair<iterator,bool> insert( const value_type& value ); //這裡的返回值：bool表示插入是否成功、iterator返回插入的位置
• 操作示例：mymap.insert( std::map<int, std::string>::value_type(1, "one") );

3. 插入多個元素

//函式原型：
template< class InputIt >
    void insert( InputIt first, InputIt last );

//操作示例：
std::map<int, std::string> tmp = {
    {5, "five"},
    {6, "six"}
};
mymap.insert( tmp.begin(),tmp.end() );

4. 使用std::initializer_list插入

C++11中新加入的插入資料方式：
- 函式原型：void insert( std::initializer_list<value_type> ilist );
- 操作示例：mymap.insert( { {7, "seven"}, {8, "eight"}, {9, "nine"} } );

四. 刪除操作

1. 刪除指定位置的元素

函式原型：iterator erase( iterator pos );
具體示例：std::map<std::string,int>::iterator it = mymap.erase(mymap.begin()); //返回刪除元素的下一個元素的迭代器

2. 刪除指定範圍的元素

函式原型：iterator erase( const_iterator first, const_iterator last );
具體示例：mymap.erase(mymap.begin(), mymap.end()); //刪除所有的元素

3. 依據鍵值刪除元素

函式原型：size_type erase( const key_type& key );
具體示例：int num = mymap.erase("abc");

PS：方法一和方法二的返回值都是刪除元素的下一個元素的迭代器，在C++11之前他們都是沒有返回值的。方法三的返回值是刪除元素的數目。

五. 其他方法

• size_type size() const; //返回map中元素的個數
• bool empty() const; //判斷map是否為空
• void clear(); //移除所有元素
• size_type max_size() const; //map中最多可以儲存多少元素
• void swap( map& other ); //交換資料
• size_type count( const Key& key ) const; //返回關鍵字為key的元素的個數，在map裡結果不是0就是1
• iterator find( const Key& key ); //返回key所在位置的迭代器，如果沒有找到則返回end()

六. 運算子操作

operator: == != < <= > >=
注意==與!=運算子,完全相同才是相等的，包括順序!

七. 使用

1. 自定義的類做map的key

在map中使用自定義的類關鍵是過載<。

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

class LOG
{
public:
    std::string msg;
    int line;

public:
    LOG(const std::string& s, const int& l) 
    {
        msg = s;
        line = l;
    }
    bool operator<(const LOG& e) const //排序規則，過載,
    {
        if (msg>e.msg)
        {
            return true;
        }
        else if (msg == e.msg)
        {
            return line > e.line;
        }
        else
            return false;
    }
};


const LOG data[] =
{
    {"A", 1},
    {"B", 2},
    {"A", 1},
    {"B", 3},
    {"A", 2},
};

int main()
{
    std::map<LOG, int> m;

    for (auto e : data)
    {
        if (m.find(e) == m.end())//沒有找到
            m[e] = 1;
        else
            ++m[e];
    }

    for (auto e : m)
    {
        std::cout << e.first.msg << " " << e.first.line << " " << e.second << std::endl;
    }

    system("pause");
    return 0;

}

2. 自定義排序規則

仿照std::less<Key>寫自己的排序規則

#include <map>
#include <iostream>

template <typename T> 
struct cmp {
    bool operator() (const T& x, const T& y) const
    {
        return x>y; //這裡的T支援 > 操作
    }
};

struct cmp {
    bool operator() (const int& x, const int& y) const
    {
        return x>y;
    }
};

int main()
{
    //如果使用模板類則需要寫cmp<int> 如果是直接使用類就直接使用cmp
    std::map<int, std::string, cmp > c = {
        {1, "one"}, 
        {2, "two"}, 
        {3, "three"},
        {4, "four"}, 
        {5, "five"}, 
        {6, "six"}
    };

    for(auto& p : c)
        std::cout << p.second << ' ';
}

參考網站