STL裡的multimap使用詳解

在“使用 <map> 庫建立關聯容器” 一文中，我們討論了標準庫中的 map 關聯容器。但那只是 map 容器的一部分。標準庫還定義了一個 multimap 容器，它與 map 類似，所不同的是它允許重複鍵。這個屬性使得 multimap 比預想的要更有用：比如在電話簿中相同的人可以有兩個以上電話號碼，檔案系統中可以將多個符號連結對映到相同的物理檔案，或DNS伺服器可以將幾個URLs對映到相同的IP地址。在這些場合，你可以象下面這樣：

// 注: 偽碼
            multimap <string, string> phonebook;
            phonebook.insert("Harry","8225687"); // 家裡電話
            phonebook.insert("Harry","555123123"); // 單位電話
            phonebook.insert("Harry"," 2532532532"); // 行動電話

　　在 multimap 中能儲存重複鍵的能力大大地影響它的介面和使用。那麼如何建立非唯一鍵的關聯容器呢？答案是使用在 <map> 庫中定義的 multimap 容器。

提出問題
　　與 map 不同，multimap 可以包含重複鍵。這就帶來一個問題：過載下標操作符如何返回相同鍵的多個關聯值？以下面的偽碼為例：

string phone=phonebook["Harry];

　　標準庫設計者的解決這個問題方法是從 multimap 中去掉下標操作符。因此，需要用不同的方法來插入和獲取元素以及和進行錯誤處理。

插入
　 　假設你需要開發一個 DNS 後臺程式（也就是 Windows 系統中的服務程式），該程式將 IP 地址對映匹配的 URL 串。你知道在某些情況下，相同的 IP 地址要被關聯到多個 URLs。這些 URLs 全都指向相同的站點。在這種情況下，你應該使用 multimap，而不是 map。例如：

#include <map>
            #include <string>
            multimap <string, string> DNS_daemon;

　　用 insert() 成員函式而不是下標操作符來插入元素。insert()有一個 pair 型別的引數。在“使用 <map> 庫建立關聯容器”中我們示範瞭如何使用 make_pair() 輔助函式來完成此任務。你也可以象下面這樣使用它：

DNS_daemon.insert(make_pair("213.108.96.7","cppzone.com"));

　　在上面的 insert()呼叫中，串 “213.108.96.7”是鍵，“cppzone.com”是其關聯的值。以後插入的是相同的鍵，不同的關聯值：

DNS_daemon.insert(make_pair("213.108.96.7","cppluspluszone.com"));

　　因此，DNS_daemon 包含兩個用相同鍵值的元素。注意 multimap::insert() 和 map::insert() 返回的值是不同的。

typedef pair <const Key, T> value_type;
            iterator
            insert(const value_type&); // #1 multimap
            pair <iterator, bool>
            insert(const value_type&); // #2 map

　 　multimap::insert()成員函式返回指向新插入元素的迭代指標，也就是 iterator（multimap::insert()總是能執行成功）。但是 map::insert() 返回 pair<iterator, bool>，此處 bool 值表示插入操作是否成功。

查詢單個值
　　與 map 類似，multimap 具備兩個版本過載的 find()成員函式：

iterator find(const key_type& k);
            const_iterator find(const key_type& k) const;

find(k) 返回指向第一個與鍵 k 匹配的 pair 的迭代指標，這就是說，當你想要檢查是否存在至少一個與該鍵關聯的值時，或者只需第一個匹配時，這個函式最有用。例如：

typedef multimap <string, string> mmss;
            void func(const mmss & dns)
            {
            mmss::const_iterator cit=dns.find("213.108.96.7");
            if (cit != dns.end())
            cout <<"213.108.96.7 found" <<endl;
            else
            cout <<"not found" <<endl;
            }

處理多個關聯值
　　count(k) 成員函式返回與給定鍵關聯的值得數量。下面的例子報告了有多少個與鍵 “213.108.96.7” 關聯的值：

cout<<dns.count("213.108.96.7") //output: 2
            <<" elements associated"<<endl;

　　為了存取 multimap 中的多個值，使用 equal_range()、lower_bound()和 upper_bound()成員函式：
equal_range(k)：該函式查詢所有與 k 關聯的值。返回迭代指標的 pair，它標記開始和結束範圍。下面的例子顯示所有與鍵“213.108.96.7”關聯的值：

typedef multimap <string, string>::const_iterator CIT;
            typedef pair<CIT, CIT> Range;
            Range range=dns.equal_range("213.108.96.7");
            for(CIT i=range.first; i!=range.second; ++i)
            cout << i->second << endl; //output: cpluspluszone.com
            // cppzone.com

　 　lower_bound() 和 upper_bound()：lower_bound(k) 查詢第一個與鍵 k 關聯的值，而 upper_bound(k) 是查詢第一個鍵值比 k 大的元素。下面的例子示範用 upper_bound()來定位第一個其鍵值大於“213.108.96.7”的元素。通常，當鍵是一個字串時，會有一個詞典編纂比較：

dns.insert(make_pair("219.108.96.70", "pythonzone.com"));
            CIT cit=dns.upper_bound("213.108.96.7");
            if (cit!=dns.end()) //found anything?
            cout<<cit->second<<endl; //display: pythonzone.com

如果你想顯示其後所有的值，可以用下面這樣的迴圈：

// 插入有相同鍵的多個值
            dns.insert(make_pair("219.108.96.70","pythonzone.com"));
            dns.insert(make_pair("219.108.96.70","python-zone.com"));
            // 獲得第一個值的迭代指標
            CIT cit=dns.upper_bound("213.108.96.7");
            // 輸出: pythonzone.com，python-zone.com
            while(cit!=dns.end())
            {
            　　　cout<<cit->second<<endl;
            　　　++cit;
            }

結論

　　雖然 map 和 multimap 具有相同的介面，其重要差別在於重複鍵，設計和使用要區別對待。此外，還要注意每個容器裡 insert()成員函式的細微差別。