stl之map 容器 例項 最快入門 使用方法
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）的資料處理能力，由於這個特性，它完成有可能在我們處理一對一資料的時候，在程式設計上提供快速通道。這裡說下map內部資料的組織，map內部自建一顆紅黑樹(一種非嚴格意義上的平衡二叉樹)，這顆樹具有對資料自動排序的功能，所以在map內部所有的資料都是有序的，後邊我們會見識到有序的好處。
下面舉例說明什麼是一對一的資料對映。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對映的關係，這個模型用map可能輕易描述，很明顯學號用int描述，姓名用字串描述(本篇文章中不用char *來描述字串，而是採用STL中string來描述),下面給出map描述程式碼：
Map<int, string> mapStudent;1. map的建構函式
map共提供了6個建構函式，這塊涉及到記憶體分配器這些東西，略過不表，在下面我們將接觸到一些map的構造方法，這裡要說下的就是，我們通常用如下方法構造一個map：
Map<int, string> mapStudent;2. 資料的插入
在構造map容器後，我們就可以往裡面插入資料了。這裡講三種插入資料的方法：
第一種：用insert函式插入pair資料，下面舉例說明(以下程式碼雖然是隨手寫的，應該可以在VC和GCC下編譯通過，大家可以執行下看什麼效果，在VC下請加入這條語句，遮蔽4786警告 ＃pragma warning (disable:4786) )
#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; for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++) { Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end; } }
第二種：用insert函式插入value_type資料，下面舉例說明
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (2, “student_two”));
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (3, “student_three”));
map<int, string>::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}第三種：用陣列方式插入資料，下面舉例說明
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent[1] = “student_one”;
mapStudent[2] = “student_two”;
mapStudent[3] = “student_three”;
map<int, string>::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}以上三種用法，雖然都可以實現資料的插入，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函式插入資料，在資料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操作是插入資料不了的，但是用陣列方式就不同了，它可以覆蓋以前該關鍵字對應的值，用程式說明
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));
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，那麼這就涉及到我們怎麼知道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，程式如下
Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;
Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));我們通過pair的第二個變數來知道是否插入成功，它的第一個變數返回的是一個map的迭代器，如果插入成功的話Insert_Pair.second應該是true的，否則為false。
下面給出完成程式碼，演示插入成功與否問題
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;
Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
If(Insert_Pair.second == true)
{
Cout<<”Insert Successfully”<<endl;
}
Else
{
Cout<<”Insert Failure”<<endl;
}
Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_two”));
If(Insert_Pair.second == true)
{
Cout<<”Insert Successfully”<<endl;
}
Else
{
Cout<<”Insert Failure”<<endl;
}
map<int, string>::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}大家可以用如下程式，看下用陣列插入在資料覆蓋上的效果
#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<<end;
}
}3. map的大小
在往map裡面插入了資料，我們怎麼知道當前已經插入了多少資料呢，可以用size函式，用法如下：
Int nSize = mapStudent.size();4. 資料的遍歷
這裡也提供三種方法，對map進行遍歷
第一種：應用前向迭代器，上面舉例程式中到處都是了，略過不表
第二種：應用反相迭代器，下面舉例說明，要體會效果，請自個動手執行程式
#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：用陣列方式，程式說明如下
#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()
//此處有誤，應該是 for(int nIndex = 1; nIndex <= nSize; nIndex++)
//by rainfish
for(int nIndex = 0; nIndex < nSize; nIndex++)
{
Cout<<mapStudent[nIndex]<<end;
}
}5. 資料的查詢（包括判定這個關鍵字是否在map中出現）
在這裡我們將體會，map在資料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，這裡標題雖然是資料的查詢，在這裡將穿插著大量的map基本用法。
這裡給出三種資料查詢方法
第一種：用count函式來判定關鍵字是否出現，其缺點是無法定位資料出現位置,由於map的特性，一對一的對映關係，就決定了count函式的返回值只有兩個，要麼是0，要麼是1，出現的情況，當然是返回1了
第二種：用find函式來定位資料出現位置，它返回的一個迭代器，當資料出現時，它返回資料所在位置的迭代器，如果map中沒有要查詢的資料，它返回的迭代器等於end函式返回的迭代器，程式說明
#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：這個方法用來判定資料是否出現，是顯得笨了點，但是，我打算在這裡講解
Lower_bound函式用法，這個函式用來返回要查詢關鍵字的下界(是一個迭代器)
Upper_bound函式用法，這個函式用來返回要查詢關鍵字的上界(是一個迭代器)
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函式返回一個pair，pair裡面第一個變數是Lower_bound返回的迭代器，pair裡面第二個迭代器是Upper_bound返回的迭代器，如果這兩個迭代器相等的話，則說明map中不出現這個關鍵字，程式說明
#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. 資料的清空與判空
清空map中的資料可以用clear()函式，判定map中是否有資料可以用empty()函式，它返回true則說明是空map
7. 資料的刪除
這裡要用到erase函式，它有三個過載了的函式，下面在例子中詳細說明它們的用法
#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，請選擇以下的一種，你看到的效果會比較好
//如果要刪除1,用迭代器刪除
map<int, string>::iterator iter;
iter = mapStudent.find(1);
mapStudent.erase(iter);
//如果要刪除1，用關鍵字刪除
Int n = mapStudent.erase(1);//如果刪除了會返回1，否則返回0
//用迭代器，成片的刪除
//一下程式碼把整個map清空
mapStudent.earse(mapStudent.begin(), mapStudent.end());
//成片刪除要注意的是，也是STL的特性，刪除區間是一個前閉後開的集合
//自個加上遍歷程式碼，列印輸出吧
}8. 其他一些函式用法
這裡有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函式，感覺到這些函式在程式設計用的不是很多，略過不表，有興趣的話可以自個研究
9. 排序
這裡要講的是一點比較高深的用法了,排序問題，STL中預設是採用小於號來排序的，以上程式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，它本身支援小於號運算，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等函式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：小於號過載，程式舉例
#include <map>
#include <string>
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo; //學生資訊
Int main()
{
int nSize;
//用學生資訊對映分數
map<StudentInfo, int>mapStudent;
map<StudentInfo, int>::iterator iter;
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));
for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
cout<<iter->first.nID<<endl<<iter->first.strName<<endl<<iter->second<<endl;
}以上程式是無法編譯通過的，只要過載小於號，就OK了，如下：
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
Bool operator < (tagStudentInfo const& _A) const
{
//這個函式指定排序策略，按nID排序，如果nID相等的話，按strName排序
If(nID < _A.nID) return true;
If(nID == _A.nID) return strName.compare(_A.strName) < 0;
Return false;
}
}StudentInfo, *PStudentInfo; //學生資訊第二種：仿函式的應用，這個時候結構體中沒有直接的小於號過載，程式說明
#include <map>
#include <string>
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo; //學生資訊
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()
{
//用學生資訊對映分數
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，這裡預設用的是小於號，即less<>，如果要從大到小排序呢，這裡涉及到的東西很多，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，因此很多函式執行的時間複雜度都是log2N的，如果用map函式可以實現的功能，而STL Algorithm也可以完成該功能，建議用map自帶函式，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鬱悶，由於map的每個資料對應紅黑樹上的一個節點，這個節點在不儲存你的資料時，是佔用16個位元組的，一個父節點指標，左右孩子指標，還有一個列舉值（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，這些地方很費記憶體了吧，不說了……