STL中map用法詳解

Mr_John_Liang發表於2013-07-05
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。

要判定一個資料(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……

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