STL总结之map

介绍

map 是一个封装红黑树 (自平衡二叉树) 的关联容器。容器中每个元素都是 key/value，其中 key 为排序对象。每个 key 只能出现一次，不允许重复出现。
map 定义于头文件 <map> 中，其声明如下：

template<
    class Key,
    class T,
    class Compare = std::less<Key>,
    class Allocator = std::allocator<std::pair<const Key, T> >
> class map;

map 容器是一个类。
map 容器存储元素都是 key/value (键值对)。

初始化

map 容器需要指定排序规则，有两种方式可指定：

• 元素类型重载小于号运算符。

  strcut T {
  	…… // 各种参数
  	// 该函数声明必须这样写
  	friend bool operator <(const T& a,const T& b)
  	{
  		// check(a,b)为 a < b 成立条件
  		return check(a,b) ? true : false;
  	}
   };
  

• 以 类型参数 定义，需要定义一个 函数对象。如 set<T,greater<T> >。

  struct Cmp {
  	bool operator()(const T& a,const T& b)
  	{	
  	    // check(a,b)为 a < b 成立条件
  		return check(a,b) ? true : false;
  	}
  };
  
  class Cmp {
  public:
  	bool operator()(const T& a,const T& b)
  	{	
  	    // check(a,b)为 a < b 成立条件
  		return check(a,b) ? true : false;
  	}
  };
  
  // 这两个 Cmp 是等价的
  map<int,int,Cmp> s;
  

以下构造函数都不涉及定义排序规则，均采用默认排序规则——升序。

• map<T,T> mp;
  创建一个空的 map 容器。

  map<int,string> mp;
  

• map<T,T> mp({{num1.key,num1.value},{num2.key,num2.value},……});
  创建一个以初值列元素为初值的 map 容器。

  map<int,string> mp({{0,"zero"},{1,"one"}});
  

• map<T,T> mp = {{num1.key,num1.value},{num2.key,num2.value},……};
  创建一个以初值列元素为初值的 map 容器。

  map<int,string> mp = {{0,"zero"},{1,"one"}};
  

• map<T,T> mp(mp1);
  创建一个 mp1 的同型拷贝 (所有元素都被复制)。

  map<int,string> mp1 = {{0,"zero"},{1,"one"}};
  map<int,string> mp(mp1);
  

• map<T,T> mp = mp1;
  创建一个 mp1 的同型拷贝 (所有元素都被复制)。

  map<int,string> mp1 = {{0,"zero"},{1,"one"}};
  map<int,string> mp = mp1;
  

• map<T,T> mp(begin_iterator,end_iterator);
  创建一个以迭代器区间为 [begin_iterator,end_iterator) 作为元素初值的 map 容器。

  map<int,string> mp1 = {{0,"zero"},{1,"one"}};
  map<int,string> mp(mp1.begin(),mp1.end());
  

修改

map 容器禁止修改元素内容。
由于 map 容器元素内容为 key/value ，因此 map 容器提供了根据 key 获取 value的方法。

• at(key)
  返回键值 key 对应的 value 的引用。如果不存在，则返回 std::out_of_range。
• operator[key]
  返回键值 key 对应的 value 的引用。如果不存在，则插入该键值对。
• 迭代器
  这种方法需要遍历 map 容器。
  迭代器指向的是 map 容器中的元素，欲获取其中的键和值，需如下使用：

  map<int,string>::iterator ite = mp.begin();
  cout << "键："  << (*ite).first << endl;
  cout << "值：" << (*ite).second << endl;
  

查询

• empty()
  判断 map 容器是否为空。
• size()
  返回 map 容器中的元素个数。
• max_size()
  返回 map 容器大小的理论极限值，即当前内存情况下，允许创建 map 容器中元素个数的最大可能值。
• count(key)
  返回 map 容器中键值为 key 的元素个数。
• find(key)
  判断 map 容器中是否存在键值为 key 的元素，存在返回相应迭代器，否则返回 end()。

比较

按照字典序列比较 map 中的值。

• operator ==
• operator !=
• operator <
• operator <=
• operator >
• operator >=

if(mp == mp1)
{
	cout << "mp == mp1" << endl;
}

增加

增加元素，需要传递键值对。在 map 容器中，通常构造 pair<> 进行传递。

• operator[]
  这是一种特殊的添加元素方法，而且也是平时使用次数比较多的方法。

  map<int,string> mp;
  mp[0] = "zero";
  mp[1] = "one";
  

• insert(pair<T,T>())
  向 map 容器中插入一个元素。
  其返回值为 pair<map<T,T>::iterator,bool>，map<T,T>::iterator 指向插入元素位置的迭代器，bool 表示插入是否成功 (如果容器中存在该值，则会插入不成功)。

  insert(pair<int,string>(5,"five"));
  

• insert(begin_iterator,end_iterator)
  向 map 容器中迭代器区间 [start_iterator,end_iterator) 内的所有元素，元素可能插入不成功。无返回值。

  map<int,string> mp1 = {{0,"zero"},{1,"one"}};
  map<int,string> mp = {{0,"hhh"}};
  mp.insert(mp1.begin(),mp1.end());
  // 此时 mp 容器元素依次为：{0,,"hhh"},{1,"one"}
  // mp1 中第一个元素插入失败，第二个元素插入成功 
  

删除

• clear()
  清空 map 容器。
• erase(pos_iterator)
  移除 map 容器指定迭代器位置 pos_iterator 的元素。

  map<int,string> mp = {{0,"zero"},{1,"one"}};
  mp.erase(mp.begin());
  // 此时 map 容器元素依次为：{0,"zero"}
  

• erase(begin_iterator,end_iterator)
  移除 map 容器指定迭代器位区间 [begin_iterator,end_iterator) 中的所有元素。

  map<int,string> mp = {{0,"zero"},{1,"one"}};
  mp.erase(mp.begin(),++mp.begin());
  // 此时 map 容器元素依次为：{0,"zero"}
  

• erase(key)
  移除 map 容器中键值为 key 的元素 (如果存在的话)。返回值表示移除元素个数。

其他操作

• equal_range(key)
  返回键值等于 key 的迭代器区间。
  其返回值为 pair<map<T,T>::iterator,map<T,T>::iterator>，map<T,T>::iterator指向第一个元素键值等于 key 的迭代器位置，第二个map<T,T>::iterator 指向最后一个元素键值等于 key 迭代器位置的下一个位置。

  map<int,string> mp = {{0,"zero"},{1,"one"}};
  pair<map<int,string>::iterator,map<int,string>::iterator> result = mp.equal_range(0);
  

• lower_bound(key) / upper_bound(key)
  返回首个元素值 $\ge key$ 的元素迭代器位置。
  返回首个元素值 $>key$ 的元素迭代器位置。
  两者返回值刚好构成 equal_range() 的返回值。