C++ STL-Map容器从入门到精通详解

1. 简介

Map也是一种关联容器，它是 键—值对的集合，即它的存储都是以一对键和值进行存储的，Map通常也可以理解为关联数组（associative array）,就是每一个值都有一个键与之一一对应，因此，map也是不允许重复元素出现的。

同时map也具备set的相关功能，其底层也会将元素进行自动排序。

功能：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。

本质：map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

优点：可以根据key值快速找到value值 。

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. 相关文件

头文件：#include<map>

3. 初始化

格式为：

template <class Key,class T,class Compare = less<Key>,class Alloc = allocator<pair<**const** Key,T> >>class map;

一共有4个值，其中第一个是键，第二个是值，这两个元素呈现对应的关系，接着第三个元素是比较器，其默认是降序排序，第四个是内存配置器，负责内存的分配和销毁。我们常用的可以直接省去第三和第四个值的输入，只输入键和值即可。

4.迭代器

我们使用map<char,int> s提前建立了一个map

C98代码如下：

for(map<char,int>::iterator it=s.begin();it!=s.end();it++){cout<< it->first <<" --- " << it->second<<endl;}

这里我们需要注意一下，我们不能直接通过*it的输出方式输出值，因为map种含有两个元素，相当于一个struct结构体，是一个复合类型，C/C++中输出复合类型需要我们指定复合类型的值。

因此我们输出就变成了it->first 指定输出键，it-<second指定输出值（刚好就是英文的第一和第二的意思）

5.常用接口

我们使用map<char,int> s 预先创建了一个map，命名为s，方便举例

a. 大小size()

返回链表元素的个数

函数原型：size_type size() const;

cout<<s.size()<<endl;   //直接返回栈中元素的个数

b. 插入元素insert()

插入一个元素，插入元素的类型必须与创建的容器类型一致

函数原型：single element

pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);

template <class P> pair<iterator,bool> insert (P&& val);

s.insert(pair<char,int>('d',4));
//这里的Pair表示一对的关系，相当于struct pair{char a;int b}的一对数据，我们在接下来会详细学pari的用法//如果觉得这样的方式比较困难，可以试着使用下标的方式进行数据输入s['d']=4;        //这与上面的效果是一样的。

c. 删除元素erase()

删除一个元素，或者是一段区间的元素，将会自动缩减空间使用。

函数原型：

iterator erase (iterator position);

iterator erase (iterator first, iterator last);

使用方法：

s.erase(s.begin());  //使用迭代器的方法删除第一个元素s.erase(s.begin(),s.end());     //删除一段内容，这里是全部删除

清空元素clear()

将整个set集合中的内容清空，注意，这里只是清空元素，其所占用的最大内存空间还是不会改版的。

s.clear();

d. 查找元素find()

函数原型：iterator find (const value_type& val) const;

cout<< s.find('d')->second <<endl;

或者 实现找到的删除指定元素

s.erase(s.find('d'));

 6.常用方法

6.1 map构造和赋值

对map容器进行构造和赋值操作的函数原型：

构造：

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;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() {map<int, int>m;m.insert(pair<int, int>(1, 10));m.insert(pair<int, int>(2, 20));m.insert(pair<int, int>(3, 30));printMap(m);map<int, int>m2(m);printMap(m2);map<int, int>m3;m3 = m2;printMap(m3);cout << (m3.find(3))->second << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

6.2 map大小和交换

统计map容器大小以及交换map容器的函数原型：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>//map大小和交换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;
}//大小
void test01()
{map<int, int>m1;m1.insert(pair<int, int>(1, 10));m1.insert(pair<int, int>(2, 20));m1.insert(pair<int, int>(3, 30));if (m1.empty()){cout << "m1为空！" << endl;}else{cout << "m1不为空！" << endl;cout << "m1的大小为：" << m1.size() << endl;}
}//交换
void test02()
{map<int, int>m1;m1.insert(pair<int, int>(1, 10));m1.insert(pair<int, int>(2, 20));m1.insert(pair<int, int>(3, 30));map<int, int>m2;m2.insert(pair<int, int>(4, 100));m2.insert(pair<int, int>(5, 200));m2.insert(pair<int, int>(6, 300));cout << "交换前：" << endl;printMap(m1);printMap(m2);cout << "交换后：" << endl;m1.swap(m2);printMap(m1);printMap(m2);
}int main()
{test01();test02();system("pause");return 0;
}

6.3 map插入和删除

map容器进行插入数据和删除数据的函数原型：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>//map插入和删除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()
{map<int, int>m;//插入//第一种方式m.insert(pair<int, int>(1, 10));//第二种方式m.insert(make_pair(2, 20));//第三种方式m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));//第四种方式（[]不建议用于插数，用途为可以利用key访问value）m[4] = 40;//cout << m[4] << endl;printMap(m);//删除m.erase(m.begin());printMap(m);m.erase(3);  //按照key删除，删掉key为3的数据printMap(m);//清空//m.erase(m.begin(), m.end());m.clear();printMap(m);
}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

6.4 map查找和统计

对map容器进行查找数据以及统计数据的函数原型：

函数原型 功能 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：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>//map统计和查找void test01()
{map<int, int>m;m.insert(pair<int, int>(1, 10));m.insert(pair<int, int>(2, 20));m.insert(pair<int, int>(3, 30));m.insert(pair<int, int>(3, 40));//查找map<int, int>::iterator pos = m.find(3);if (pos != m.end()){cout << "查找到元素 key = " << (*pos).first << "    value = " << (*pos).second << endl;}else{cout << "未找到元素！" << endl;}//统计int num = m.count(3);  //map不允许插入重复的key元素，对于map而言，count结果要么为0，要么为1cout << "num = " << num << endl;
}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

6.5 map容器排序

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。 map存放内置数据类型的示例如下：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>//map排序//仿函数
class compareMap  
{
public:bool operator()(int v1, int v2){return v1 > v2;  //降序}
};void test01()
{map<int, int, compareMap>m;m.insert(make_pair(2, 20));m.insert(make_pair(1, 10));m.insert(make_pair(5, 50));m.insert(make_pair(3, 30));m.insert(make_pair(4, 40));for (map<int, int, compareMap>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << "key = " << it->first << "    value = " << it->second << endl;}
}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

map存放自定义数据类型的示例如下：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>
#include<string>//map排序class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;
};class compareMap
{
public:bool operator()(const Person p1, const Person p2){return p1.m_Age > p2.m_Age;  //降序}
};void test01()
{map<Person, int, compareMap>m;//创建Person对象Person p1("刘备", 24);Person p2("关羽", 28);Person p3("张飞", 25);Person p4("赵云", 21);m.insert(pair<Person, int>(p1, 1));m.insert(make_pair(p2, 2));m.insert(make_pair(p3, 3));m.insert(make_pair(p4, 4));for (map<Person, int, compareMap>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << "序号： " << it->second << "    姓名 " << it->first.m_Name <<"    年龄：" << it->first.m_Age << endl;}
}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}