c++ STL系列——（五）map

在C++中，标准模板库（STL）提供了许多容器和算法，其中之一便是map。map是一种关联式容器，它提供了一种将键值对（key-value pair）相关联的方式，使得可以通过键值快速地查找、插入或删除元素。本文将深入探讨C++ STL中map的特性、用法以及实际应用。

包含头文件

要使用map，首先需要包含相应的头文件：

#include <map>

基本特性

map是一个关联式容器，支持自动排序。它存储键值对，每个键只能出现一次，而值可以出现多次。以下是创建一个map的基本语法：

std::map<Key, Value> myMap;

这里的Key代表键的类型，Value代表值的类型。

基本操作

插入元素

向map中插入元素可以使用insert()方法：

myMap.insert(std::pair<Key, Value>(key, value));

这将把键值对(key, value)添加到map中。

访问元素

要访问map中的元素，可以使用[]运算符：

Value myValue = myMap[key];

这将返回与指定键key相关联的值。

移除元素

从map中移除元素可以使用erase()方法：

myMap.erase(key);

这将把与指定键key相关联的键值对从map中移除。

检查是否包含某个键

通过count()方法可以检查map中是否包含指定的键：

if (myMap.count(key)) {// map中包含指定的键key
}

获取元素数量

使用size()方法可以获取map中键值对的数量：

int mapSize = myMap.size();

高级特性

迭代器

map支持迭代器，可以用于遍历map中的所有键值对。以下是使用迭代器遍历map的基本语法：

std::map<Key, Value>::iterator it;
for (it = myMap.begin(); it != myMap.end(); ++it) {// 处理键值对(it->first, it->second)
}

这里的it是一个迭代器，可以用来访问map中的键值对。it->first表示迭代器指向的键，it->second表示迭代器指向的值。

自定义比较函数

在默认情况下，map根据键的自然顺序进行排序。但是，如果需要根据其他方式进行排序，可以自定义比较函数。以下是创建一个使用自定义比较函数的map的基本语法：

struct Compare {bool operator()(const Key& key1, const Key& key2) {// 自定义比较逻辑}
};
std::map<Key, Value, Compare> myMap;

这里的Compare是自定义的比较函数，可以根据自己的需求进行实现。

实际应用

统计字符出现次数

在字符串处理中，我们经常需要统计每个字符出现的次数。这可以使用map来实现：

std::string str = "hello world";
std::map<char, int> charCount;
for (char c : str) {if (c != ' ') {++charCount[c];}
}
for (auto it : charCount) {std::cout << it.first << ": " << it.second << std::endl;
}

缓存最近访问的元素

在缓存中，我们通常需要保留最近访问的元素，以便快速地访问它们。这可以使用map来实现：

const int CACHE_SIZE = 10;
std::map<std::string, std::string> cache;
void getFromCache(const std::string& key) {std::string value = cache[key];// ...
}
void setToCache(const std::string& key, const std::string& value) {if (cache.size() == CACHE_SIZE) {cache.erase(cache.begin());}cache[key] = value;
}