【C/C++】STL map用法、插入方法、pair和make_pair的区别
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使用和方法
3、使用map
#include <map> //注意，STL头文件没有扩展名.h
map对象是模板类，需要关键字和存储对象两个模板参数：
std:map<int,string> personnel;
这样就定义了一个用int作为索引,并拥有相关联的指向string的指针.
为了使用方便，可以对模板类进行一下类型定义，
typedef map<int,CString> UDT_MAP_INT_CSTRING;
UDT_MAP_INT_CSTRING enumMap;
map的基本操作函数
begin() 返回指向map头部的迭代器
clear(） 删除所有元素
count() 返回指定元素出现的次数
empty() 如果map为空则返回true
end() 返回指向map末尾的迭代器
equal_range() 返回特殊条目的迭代器对
erase() 删除一个元素
find() 查找一个元素
get_allocator() 返回map的配置器
insert() 插入元素
key_comp() 返回比较元素key的函数
lower_bound() 返回键值>=给定元素的第一个位置
max_size() 返回可以容纳的最大元素个数
rbegin() 返回一个指向map尾部的逆向迭代器
rend() 返回一个指向map头部的逆向迭代器
size() 返回map中元素的个数
swap() 交换两个map
upper_bound() 返回键值>给定元素的第一个位置
value_comp() 返回比较元素value的函数map插入数据的4种方法
在VC下请加入这条语句，屏蔽4786警告 ＃pragma warning (disable:4786) )
4种插入数据的方法
1、pair<int, string>(1, "student_one")
2、map<int, string>::value_type (1, "student_one")
3、make_pair(1, "student_one")
4、[1] = "student_one"
例子
map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one")); //pair<>()函数
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one")); //map<>::value_type
mapStudent.insert(make_pair(1, "student_one")); //make_pair()函数以上三种效果相同，遇到重复会插入失败
mapStudent[1] = "student_one"; //数组方式，遇到重复会覆盖
4种方法的区别
前3种方法，采用的是insert()方法，该方法返回的是pair<iterator,bool>，进行重复插入时，插入失败，不会产生覆盖；
第4种方法，插入重复将会覆盖原有的值。
前三种在效果上是完成一样的，用insert函数插入数据，在数据的插入上涉及到集合的唯一性这个概念，即当map中有这个关键字时，insert操作是插入数据不了的，但是第4个用数组方式就不同了，它可以覆盖以前该关键字对应的值，用程序说明
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <map>
map<int, string> mp;
void showMap()
{
cout << "\n遍历结果:" << endl;
for(map<int, string>::iterator iter = mp.begin(); iter != mp.end(); ++iter)
{
cout << iter->first << " - " << iter->second << endl;
}
cout << endl;
}
int main()
{
pair<map<int, string>::iterator, bool> myPair; //保存insert()的返回值
//方法[1]
myPair = mp.insert(pair<int, string> (1, "student01"));
if(true == myPair.second)
{
cout << "插入(" << myPair.first->first << "," << myPair.first->second << ")成功." << endl;
}
else
{
cout << "插入失败! 对应的key值: " << myPair.first->first << endl;
}
//方法[2]
myPair = mp.insert(make_pair(2, "student02"));
myPair = mp.insert(make_pair(2, "student22")); //插入失败,不会产生覆盖
if(true == myPair.second)
{
cout << "插入(" << myPair.first->first << "," << myPair.first->second << ")成功." << endl;
}
else
{
cout << "插入失败! 对应的key值: " << myPair.first->first << endl;
}
//方法[3]
myPair = mp.insert(map<int, string>::value_type(3, "student03"));
//方法[4]
mp[4] = "student04";
mp[4] = "student44";//覆盖
showMap();
return 0;
}前3种方法insert()重复插入时，插入失败，第4种方法，插入重复将会覆盖原有的值。
map其他用法
make_pair
C++标准程序库中凡是“必须返回两个值”的函数，都会利用pair对象
map和multimap就是使用pairs管理其健值/实值(key/value)的成对元素。
pair被定义为struct,因此可直接存取pair中的个别值.
两个pairs互相比较时， 第一个元素正具有较高的优先级.
例：
namespace std
{
template <class T1, class T2 >
bool operator< (const pair<T1, T2> &x, const pair<T1, T2> &y)
{
return x.first < y.first || ((y.first < x.first) && x.second < y.second);
}
}make_pair():
无需写出型别， 就可以生成一个pair对象
例：
std::make_pair(42, '@');
而不必费力写成：
std::pair<int, char>(42, '@')
当有必要对一个接受pair参数的函数传递两个值时， make_pair()尤其显得方便，
void f(std::pair<int, const char *>);
void foo
{
f(std::make_pair(42, '@')); //pass two values as pair
}pair的应用
pair是将2个数据组合成一个数据，当需要这样的需求时就可以使用pair，如stl中的map就是将key和value放在一起来保存。另一个应用是，当一个函数需要返回2个数据的时候，可以选择pair。 pair的实现是一个结构体，主要的两个成员变量是first second 因为是使用struct不是class，所以可以直接使用pair的成员变量。
2 make_pair函数
template pair make_pair(T1 a, T2 b) { return pair(a, b); }
很明显，我们可以使用pair的构造函数也可以使用make_pair来生成我们需要的pair。 一般make_pair都使用在需要pair做参数的位置，可以直接调用make_pair生成pair对象很方便，代码也很清晰。 另一个使用的方面就是pair可以接受隐式的类型转换，这样可以获得更高的灵活度。灵活度也带来了一些问题如：
std::pair<int, float>(1, 1.1);
std::make_pair(1, 1.1);
是不同的，第一个就是float，而第2个会自己匹配成double。
map的大小.size()
map里面插入多少了数据，用size函数获知：
Int nSize = mapStudent.size();
数据的遍历-迭代器/数组
这里也提供三种方法，对map进行遍历
第一种：应用前向迭代器，上面举例程序中到处都是了，略过不表
第二种：应用反相迭代器，下面举例说明，要体会效果，请自个动手运行程序
#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;
}
}第三种：用数组方式，程序说明如下
#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()
//此处有误，应该是 for(int nIndex = 1; nIndex <= nSize; nIndex++)
//by rainfish
for(int nIndex = 0; nIndex < nSize; nIndex++)
{
Cout << mapStudent[nIndex] << end;
}
}数据的查找-count/find/
（包括判定这个关键字是否在map中出现）
在这里我们将体会，map在数据插入时保证有序的好处。
这里给出三种数据查找方法
第一种：用count函数来判定关键字是否出现，其缺点是无法定位数据出现位置,由于map的特性，一对一的映射关系，就决定了count函数的返回值只有两个，要么是0，要么是1，出现的情况，当然是返回1了
第二种：用find函数来定位数据出现位置，它返回的一个迭代器，当数据出现时，它返回数据所在位置的迭代器，如果map中没有要查找的数据，它返回的迭代器等于end函数返回的迭代器，程序说明
#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;
}
}第三种：这个方法用来判定数据是否出现，是显得笨了点，但是，我打算在这里讲解
Lower_bound函数用法，这个函数用来返回要查找关键字的下界(是一个迭代器)
Upper_bound函数用法，这个函数用来返回要查找关键字的上界(是一个迭代器)
例如：map中已经插入了1，2，3，4的话，如果lower_bound(2)的话，返回的2，而upper-bound（2）的话，返回的就是3
Equal_range函数返回一个pair，pair里面第一个变量是Lower_bound返回的迭代器，pair里面第二个迭代器是Upper_bound返回的迭代器，如果这两个迭代器相等的话，则说明map中不出现这个关键字，程序说明
#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;
}
}数据的清空与判空
清空map:clear()函数
判定map中是否有数据:empty()函数，它返回true则说明是空map
数据的删除
这里要用到erase函数，它有三个重载了的函数，下面在例子中详细说明它们的用法
#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”));
//如果你要演示输出效果，请选择以下的一种，你看到的效果会比较好
//如果要删除1,用迭代器删除
map<int, string>::iterator iter;
iter = mapStudent.find(1);
mapStudent.erase(iter);
//如果要删除1，用关键字删除
Int n = mapStudent.erase(1); //如果删除了会返回1，否则返回0
//用迭代器，成片的删除
//以下代码把整个map清空
mapStudent.earse(mapStudent.begin(), mapStudent.end());
//成片删除要注意的是，也是STL的特性，删除区间是一个前闭后开的集合
//自个加上遍历代码，打印输出吧
}排序
这里要讲的是一点比较高深的用法了,排序问题，STL中默认是采用小于号来排序的，以上代码在排序上是不存在任何问题的，因为上面的关键字是int型，它本身支持小于号运算，在一些特殊情况，比如关键字是一个结构体，涉及到排序就会出现问题，因为它没有小于号操作，insert等函数在编译的时候过不去，下面给出两个方法解决这个问题
第一种：小于号重载，程序举例
#include <map>
#include <string>
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
} StudentInfo, *PStudentInfo;
//学生信息
Int main()
{
int nSize;
//用学生信息映射分数
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;
}
以上程序是无法编译通过的，只要重载小于号，就OK了，如下：
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
Bool operator < (tagStudentInfo const &_A) const
{
//这个函数指定排序策略，按nID排序，如果nID相等的话，按strName排序
If(nID < _A.nID) return true;
If(nID == _A.nID) return strName.compare(_A.strName) < 0;
Return false;
}
} StudentInfo, *PStudentInfo;//学生信息第二种：仿函数的应用，这个时候结构体中没有直接的小于号重载，程序说明
#include <map>
#include <string>
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
} StudentInfo, *PStudentInfo; //学生信息
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()
{
//用学生信息映射分数
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));
}其他一些函数用法
这里有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函数，感觉到这些函数在编程用的不是很多，略过不表，有兴趣的话可以自个研究
结束语
由于STL是一个统一的整体，map的很多用法都和STL中其它的东西结合在一起，比如在排序上，这里默认用的是小于号，即less<>，如果要从大到小排序呢，这里涉及到的东西很多，在此无法一一加以说明。
还要说明的是，map中由于它内部有序，由红黑树保证，因此很多函数执行的时间复杂度都是O(logN)的，如果用map函数可以实现的功能，而STL Algorithm也可以完成该功能，建议用map自带函数，效率高一些。
下面说下，map在空间上的特性，否则，估计你用起来会有时候表现的比较郁闷，由于map的每个数据对应红黑树上的一个节点，这个节点在不保存你的数据时，是占用16个字节的，一个父节点指针，左右孩子指针，还有一个枚举值（标示红黑的，相当于平衡二叉树中的平衡因子），我想大家应该知道，这些地方很费内存了吧，不说了……
map的原理和特点
map内部数据的组织，map内部自建一颗红黑树(一 种非严格意义上的平衡二叉树)，这颗树具有对数据自动排序的功能，所以在map内部所有的数据都是有序的，后边我们会见识到有序的好处。
map简介
map的特点是增加和删除节点对迭代器的影响很小，除了那个操作节点，对其他的节点都没有什么影响。
对于迭代器来说，可以修改实值，而不能修改key。
时间复杂度
根据key值快速查找记录，查找的复杂度基本是Log(N)，如果有1000个记录，最多查找10次（2^10)，1,000,000个记录，最多查找20次。
快速插入Key -Value 记录。
快速删除记录
根据Key 修改value记录。
遍历所有记录。
map, set, multimap, and multiset
上述四种容器采用红黑树实现，红黑树是平衡二叉树的一种。不同操作的时间复杂度近似为:
插入: O(logN)
查看:O(logN)
删除:O(logN)
hash_map, hash_set, hash_multimap, and hash_multiset
上述四种容器采用哈希表实现，不同操作的时间复杂度为：
插入:O(1)，最坏情况O(N)。
查看:O(1)，最坏情况O(N)。
删除:O(1)，最坏情况O(N)。
记住，如果你采用合适的哈希函数，你可能永远不会看到最坏情况。但是记住这一点是有必要的。
《C++ STL中常见容器的时间复杂度》：https://blog.csdn.net/bandaoyu/article/details/87620959
