map/multimap容器

map/ multimap 容器

1. map 基本概念

简介：

• map中所有元素都是pair
• pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）
• 所有元素都会根据元素的键值自动排序
• 对于 map 的底层原理，是通过红黑树（一种非严格意义上的平衡二叉树）来实现的，因此 map 内部所有的数据都是有序的
• map 的查询、插入、删除操作的时间复杂度都是 O (logn)。
• 此外，map 的 key 需要定义 operator <，对于一般的数据类型已被系统实现，若是用户自定义的数据类型，则要重新定义该操作符。

map和multimap区别：

• map不允许容器中有重复key值元素
• multimap允许容器中有重复key值元素

2. map 构造和赋值

构造：

• map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:
• map(const map &mp); //拷贝构造函数

赋值：

• map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符

示例：

map<int,int>m;        //默认构造
map<int, int>m2(m);   // 拷贝构造
m3 = m2;              // 重载等号

3. map 大小和交换

函数原型：

• size(); //返回容器中元素的数目
• empty(); //判断容器是否为空
• swap(st); //交换两个集合容器

示例：

map<int, int> m, m1; 
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.size();
m.empty();
m.swap(m1);

4. map 插入和删除

函数原型：

• insert(elem); //在容器中插入元素。
• clear(); //清除所有元素
• erase(pos); //删除pos 迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
• erase(key); //删除容器中值为key的元素。

示例：

void printMap(map<int,int>&m)  
{  
    for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)  
    {  
        cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;  
    }  
    cout << endl;  
}  
​  
void test01()  
{  
    //插入  
    map<int, int> m;  
    //第一种插入方式  
    m.insert(pair<int, int>(1, 10));  
    //第二种插入方式  
    m.insert(make_pair(2, 20));  
    //第三种插入方式  
    m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));  
    //第四种插入方式  
    m[4] = 40;   
    printMap(m);  
​  
    //删除  --迭代器
    m.erase(m.begin());  
    // 使用迭代器
    map<int, int>::iteration it = m.begin();
    m.erase(++it);
    printMap(m);  
​    // -- 元素
    m.erase(3);  
    printMap(m);  
​  
    //清空  
    m.erase(m.begin(),m.end());  
    m.clear();  
    printMap(m);  
}  
​  
int main() {  
    test01(); 
    system("pause");  
    return 0;  
}

5. map 查找和统计

函数原型：

• find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
• count(key); //统计key的元素个数

示例：

m.find(3);
m.count(3);

总结：

• 查找 --- find （返回的是迭代器）
• 统计 --- count （对于map，结果为0或者1）

6. map 容器排序

学习目标：

• map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，掌握如何改变排序规则

主要技术点:

• 利用仿函数，可以改变排序规则

示例：

#include <map>  
​  
class MyCompare {  
public:  
    bool operator()(const int &v1, const int &v2) const{  
        return v1 > v2;  
    }  
};  
​  
void test01()   
{  
    //默认从小到大排序  
    //利用仿函数实现从大到小排序  
    map<int, int, MyCompare> m;  
​  
    m.insert(make_pair(1, 10));  
    m.insert(make_pair(2, 20));  
    m.insert(make_pair(3, 30));  
    m.insert(make_pair(4, 40));  
    m.insert(make_pair(5, 50));  
​  
    for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {  
        cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;  
    }  
}  

int main()
{  
    test01();  
    system("pause");  
    return 0;  
}

自定义数据类型的排序

#include<iostream>
#include<string>
#include<set>
#include <map>
using namespace std;

struct person
{
    string name;
    int age;

    person(string name, int age)
    {
        this->name = name;
        this->age = age;
    }

    bool operator < (const person& p) const
    {
        return this->age < p.age;
    }
};

int main()
{
    map<person, int> m;

    // 插入数据
    m.insert(make_pair(person("Alice", 30), 100));
    m.insert(make_pair(person("Bob", 25), 200));
    m.insert(make_pair(person("Charlie", 35), 300));

    // 输出数据
    for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ++it)
    {
        cout << "Name: " << it->first.name << ", Age: " << it->first.age << ", Value: " << it->second << endl;
    }

    return 0;
}

总结：

• 利用仿函数可以指定 map 容器的排序规则
• 利用仿函数实现的自定义排序，是对键值而言，无法对 value 而言
• 对于自定义数据类型，map 必须要指定排序规则,同 set 容器

7. unordered_map

• unordered_map 和 map 类似，都是存储的 key-value 的值，可以通过 key 快速索引到 value。
• 不同的是 unordered_map 不会根据 key 的大小进行排序，存储时是根据 key 的 hash 值判断元素是否相同，即 unordered_map 内部元素是无序的。
• unordered_map 的底层是一个防冗余的哈希表（开链法避免地址冲突）。
• 哈希表最大的优点，就是把数据的存储和查找消耗的时间大大降低，时间复杂度为 O(1)；而代价仅仅是消耗比较多的内存。

头文件：<unordered_map>

#include<string>  
#include<iostream>  
#include<unordered_map>
using namespace std;  
  
int main()
{
	unordered_map<string, int>  dict; // 声明unordered_map对象
	
	// 插入数据的三种方式
	dict.insert(pair<string,int>("apple",2));
	dict.insert(unordered_map<string, int>::value_type("orange",3));
	dict["banana"] = 6;
	
	// 判断是否有元素
	if(dict.empty())
		cout<<"该字典无元素"<<endl;
	else
		cout<<"该字典共有"<<dict.size()<<"个元素"<<endl;
	
	// 遍历
	unordered_map<string, int>::iterator iter;
	for(iter=dict.begin();iter!=dict.end();iter++)
		cout<<iter->first<<ends<<iter->second<<endl;
	
	// 查找
	if(dict.count("boluo")==0)
		cout<<"can't find boluo!"<<endl;
	else
		cout<<"find boluo!"<<endl;
	
	if((iter=dict.find("banana"))!=dict.end())
		cout<<"banana="<<iter->second<<endl;
	else
		cout<<"can't find boluo!"<<endl;
	
	return 0;
}