map用法详解
Map是STL的一个关联容器,它提供一对一的数据处理能力,由于这个特性,它完成有可能在我们处理一对一数据的时候,在编程上提供快速通道。这里说下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。
1、map简介
 map是一类关联式容器(类似于python语言中的dict)。它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。
2、map的功能
 自动建立Key - value的对应。key 和 value可以是任意你需要的类型。
 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,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。
3、使用map
 使用map得包含map类所在的头文件#include ,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;
4、map的构造函数
 map共提供了6个构造函数,这块涉及到内存分配器这些东西,略过不表,在下面我们将接触到一些map的构造方法,这里要说下的就是,我们通常用如下方法构造一个map:
map<int, string> mapStudent;
5、数据的插入
 在构造map容器后,我们就可以往里面插入数据了。这里讲三种插入数据的方法:
 第一种:用insert函数插入pair数据,下面举例说明(以下代码虽然是随手写的,应该可以在VC和GCC下编译通过,大家可以运行下看什么效果,在VC下请加入这条语句,屏蔽4786警告 #pragma warning (disable:4786) )
1、用insert函数插入pair数据
#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;  for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)    cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;    
}  
2、用insert函数插入value_type数据
#include <map>  
#include <string>   
#include <iostream>    
using namespace std;  int main()    
{    map<int, string> mapStudent;    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, "student_one"));  mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (2, "student_two"));    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (3, "student_three"));    map<int, string>::iterator iter;    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)    cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;    
}  
3、用数组方式插入数据
#include <map>    
#include <string>    
#include <iostream>    
using namespace std;  int main()    
{    map<int, string> mapStudent;    mapStudent[1] = "student_one";    mapStudent[2] = "student_two";    mapStudent[3] = "student_three";    map<int, string>::iterator iter;    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)    cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  }  
以上三种用法,虽然都可以实现数据的插入,但是它们是有区别的,当然了第一种和第二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
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_two”));
上面这两条语句执行后,map中1这个关键字对应的值是“student_one”,第二条语句并没有生效,那么这就涉及到我们怎么知道insert语句是否插入成功的问题了,可以用pair来获得是否插入成功,程序如下:
pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;
Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1,“student_one”));
我们通过pair的第二个变量来知道是否插入成功,它的第一个变量返回的是一个map的迭代器,如果插入成功的话Insert_Pair.second应该是true的,否则为false。
下面给出完成代码,演示插入成功与否问题
//验证插入函数的作用效果
#include <map>    
#include <string>    
#include <iostream>    
using namespace std;    
int main()    
{    map<int, string> mapStudent;   pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;    Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));    if(Insert_Pair.second == true)    cout<<"Insert Successfully"<<endl;    else    cout<<"Insert Failure"<<endl;    Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_two"));    if(Insert_Pair.second == true)    cout<<"Insert Successfully"<<endl;    else    cout<<"Insert Failure"<<endl;    map<int, string>::iterator iter;    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)    cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;    
}  
大家可以用如下程序,看下用数组插入在数据覆盖上的效果
 //验证数组形式插入数据的效果
#include <map>    
#include <string>    
#include <iostream>    
using namespace std;  int main()    
{    map<int, string> mapStudent;    mapStudent[1] = "student_one";    mapStudent[1] = "student_two";    mapStudent[2] = "student_three";    map<int, string>::iterator iter;    for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)    cout<<iter->first<<' '<<iter->second<<endl;  
}  
6、map的大小
在往map里面插入了数据,我们怎么知道当前已经插入了多少数据呢,可以用size函数,用法如下:
Int nSize = mapStudent.size();
7、 数据的遍历
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<<endl;    
}  
第三种,用数组的形式,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();    for(int nindex = 1; nindex <= nSize; nindex++)     //nindex = 1而非nindex = 0cout<<mapStudent[nindex]<<endl;    
}  
8、查找并获取map中的元素(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。
要判定一个数据(关键字)是否在map中出现的方法比较多,这里标题虽然是数据的查找,在这里将穿插着大量的map基本用法。
这里给出三种数据查找方法
 1、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
 2、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。
 查找map中是否包含某个关键字条目用find()方法,传入的参数是要查找的key,在这里需要提到的是begin()和end()两个成员,
 分别代表map对象中第一个条目和最后一个条目,这两个数据的类型是iterator.
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;        return 0;  
}  
通过map对象的方法获取的iterator数据类型是一个std::pair对象,包括两个数据 iterator->first和 iterator->second分别代表关键字和存储的数据。
3、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(1);     //返回的是下界1的迭代器   cout<<iter->second<<endl;    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;    return 0;  
}  
9、 从map中删除元素
移除某个map中某个条目用erase()
 该成员方法的定义如下:
 iterator erase(iterator it);//通过一个条目对象删除
 iterator erase(iterator first,iterator last)//删除一个范围
 size_type erase(const Key&key);//通过关键字删除
 clear()就相当于enumMap.erase(enumMap.begin(),enumMap.end());
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    //一下代码把整个map清空    mapStudent.erase( 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    
}  
10、map中的swap用法
map中的swap不是一个容器中的元素交换,而是两个容器所有元素的交换。
11、排序 · map中的sort问题
map中的元素是自动按Key升序排序,所以不能对map用sort函数;
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。
1、小于号重载,程序举例。
#include <iostream>  
#include <string>  
#include <map>  
using namespace std;  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  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<<' '<<iter->first.strName<<' '<<iter->second<<endl;    return 0;  
}  
2、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 <iostream>    
#include <map>    
#include <string>  using namespace std;  typedef struct tagStudentinfo    
{    int      niD;    string   strName;    
}Studentinfo, *PStudentinfo; //学生信息  class 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;    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<<' '<<iter->first.strName<<' '<<iter->second<<endl;  
}  
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log2N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……
12、map的基本操作函数:
C++ maps是一种关联式容器,包含“关键字/值”对:
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