map，unordered_map，multimap，unordered_multimap
std::map（有序映射）std::unordered_map（无序映射）std::multimap（有序多重映射）std::unordered_multimap（无序多重映射）
它们的使用方式和特点略有不同，下面分别介绍这些数据结构及其基本用法。
1. std::map（有序映射）
std::map 是一个有序的键值对容器，键（key）是唯一的，并且按顺序（通常是按升序）排列。
它底层是用红黑树实现的，因此查找、插入、删除的时间复杂度为 O(log n)。
特点：
- 有序性：键是有序的（按键的升序）。
- 唯一性：键是唯一的。
- 查找和插入的时间复杂度为 O(log n)。
下面是std::map` 的基本用法介绍：
引入头文件
使用 std::map 需要引入 <map> 头文件：
#include <map>
创建 std::map
std::map 的基本语法是：
std::map<KeyType, ValueType> mapName;
例如：
std::map<int, std::string> myMap;
这将创建一个以 int 类型为键、std::string 类型为值的映射。
插入元素
- 使用
[]操作符插入元素：
myMap[1] = "One";
myMap[2] = "Two";
- 使用
insert函数插入元素：
myMap.insert({3, "Three"});
myMap.insert(std::make_pair(4, "Four"));
访问元素
- 使用
[]访问元素（如果键不存在，会插入一个默认值）：
std::string value = myMap[1]; // 获取键为 1 的值
- 使用
at方法访问元素（如果键不存在，会抛出异常）：
std::string value = myMap.at(2);
查找元素
- 使用
find方法查找键是否存在，返回一个迭代器。如果键不存在，则返回map.end()：
auto it = myMap.find(2);
if (it != myMap.end()) {
std::cout << "Key 2 found, value: " << it->second << std::endl;
} else {
std::cout << "Key 2 not found" << std::endl;
}
遍历 map
可以使用范围 for 循环或迭代器遍历 map：
for (const auto& pair : myMap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
或者使用迭代器：
for (auto it = myMap.begin(); it != myMap.end(); ++it) {
std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;
}
删除元素
- 使用
erase删除指定键：
myMap.erase(2); // 删除键为 2 的元素
- 使用迭代器删除：
auto it = myMap.find(3);
if (it != myMap.end()) {
myMap.erase(it); // 删除键为 3 的元素
}
获取 map 的大小和检查是否为空
- 使用
size获取map的大小：
std::cout << "Map size: " << myMap.size() << std::endl;
- 使用
empty检查是否为空：
if (myMap.empty()) {
std::cout << "Map is empty" << std::endl;
}
示例代码
#include <iostream>
#include <map>
int main() {
// 创建一个 map
std::map<int, std::string> myMap;
// 插入元素
myMap[1] = "One";
myMap[2] = "Two";
myMap.insert({3, "Three"});
myMap.insert(std::make_pair(4, "Four"));
// 访问元素
std::cout << "Key 1 has value: " << myMap[1] << std::endl;
std::cout << "Key 2 has value: " << myMap.at(2) << std::endl;
// 查找元素
auto it = myMap.find(3);
if (it != myMap.end()) {
std::cout << "Found key 3 with value: " << it->second << std::endl;
}
// 遍历 map
for (const auto& pair : myMap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
// 删除元素
myMap.erase(2);
// 显示删除后的 map
for (const auto& pair : myMap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
return 0;
}
2. std::unordered_map（无序映射）
std::unordered_map 是一个无序的键值对容器，键是唯一的，但它没有按顺序存储。
它使用哈希表作为底层结构，查找、插入、删除的时间复杂度为 O(1)（均摊时间）。
特点：
- 无序性：键没有特定顺序。
- 唯一性：键是唯一的。
- 查找和插入的时间复杂度在均摊情况下为 O(1)（最坏情况 O(n)）。
3. std::multimap（有序多重映射）
std::multimap 是一个有序的键值对容器，允许多个相同的键。它类似于 std::map，但同一个键可以出现多次。
特点：
- 有序性：键是有序的。
- 非唯一性：允许键重复。
- 查找、插入的时间复杂度为 O(log n)。
4. std::unordered_multimap（无序多重映射）
std::unordered_multimap 是一个无序的键值对容器，也允许多个相同的键。它使用哈希表存储，但允许相同的键出现多次。
特点：
- 无序性：键没有顺序。
- 非唯一性：允许键重复。
- 查找和插入的时间复杂度在均摊情况下为 O(1)（最坏情况 O(n)）。
总结
std::map：有序且唯一键，底层实现为红黑树，查找和插入 O(log n)。std::unordered_map：无序且唯一键，底层实现为哈希表，查找和插入 O(1)（均摊）。std::multimap：有序且允许重复键，底层为红黑树，查找和插入 O(log n)。std::unordered_multimap：无序且允许重复键，底层为哈希表，查找和插入 O(1)（均摊）。
