使用multimap创建重复键关联容器

在“使用 <map> 库创建关联容器”一文中，我们讨论了标准库中的 map 关联容器。但那只是 map 容器的一部分。标准库还定义了一个 multimap 容器，它与 map 类似，所不同的是它允许重复键。这个属性使得 multimap 比预想的要更有用：比如在电话簿中相同的人可以有两个以上电话号码，文件系统中可以将多个符号链接映射到相同的物理文件，或DNS服务器可以将几个URLs映射到相同的IP地址。在这些场合，你可以象下面这样：

1.// 注: 伪码

2.multimap <string, string> phonebook;

3.phonebook.insert("Harry","8225687"); // 家里电话

4.phonebook.insert("Harry","555123123"); // 单位电话

5.phonebook.insert("Harry"," 2532532532"); // 移动电话

在 multimap 中能存储重复键的能力大大地影响它的接口和使用。那么如何创建非唯一键的关联容器呢？答案是使用在 <map> 库中定义的 multimap 容器。

提出问题

与 map 不同，multimap 可以包含重复键。这就带来一个问题：重载下标操作符如何返回相同键的多个关联值？以下面的伪码为例：

1.string phone=phonebook["Harry];

标准库设计者的解决这个问题方法是从 multimap 中去掉下标操作符。因此，需要用不同的方法来插入和获取元素以及和进行错误处理。

插入

假设你需要开发一个 DNS 后台程序（也就是 Windows 系统中的服务程序），该程序将 IP 地址映射匹配的 URL 串。你知道在某些情况下，相同的 IP 地址要被关联到多个 URLs。这些 URLs 全都指向相同的站点。在这种情况下，你应该使用 multimap，而不是 map。例如：

1.#include <map>

2.#include <string>

3. 

4.multimap <string, string> DNS_daemon;

用 insert() 成员函数而不是下标操作符来插入元素。insert()有一个 pair 类型的参数。在“使用 <map> 库创建关联容器”中我们示范了如何使用 make_pair() 辅助函数来完成此任务。你也可以象下面这样使用它：

1.DNS_daemon.insert(make_pair("213.108.96.7","cppzone.com"));

在上面的 insert()调用中，串 “213.108.96.7”是键，“cppzone.com”是其关联的值。以后插入的是相同的键，不同的关联值：

1.DNS_daemon.insert(make_pair("213.108.96.7","cppluspluszone.com"));

因此，DNS_daemon 包含两个用相同键值的元素。注意 multimap::insert() 和 map::insert() 返回的值是不同的。

1.typedef pair <const Key, T> value_type;

2.iterator

3.insert(const value_type&); // #1 multimap

4. 

5.pair <iterator, bool>

6.insert(const value_type&); // #2 map

multimap::insert()成员函数返回指向新插入元素的迭代指针，也就是 iterator（multimap::insert()总是能执行成功）。但是 map::insert() 返回 pair<iterator, bool>，此处 bool 值表示插入操作是否成功。

查找单个值

与 map 类似，multimap 具备两个版本重载的 find()成员函数：

1.iterator find(const key_type& k);

2.const_iterator find(const key_type& k) const;

find(k) 返回指向第一个与键 k 匹配的 pair 的迭代指针，这就是说，当你想要检查是否存在至少一个与该键关联的值时，或者只需第一个匹配时，这个函数最有用。例如：

01.typedef multimap <string, string> mmss;

02.void func(const mmss & dns)

03.{

04.mmss::const_iterator cit=dns.find("213.108.96.7");

05.if (cit != dns.end())

06.cout <<"213.108.96.7 found" <<endl;

07.else

08.cout <<"not found" <<endl;

09.}

处理多个关联值

count(k) 成员函数返回与给定键关联的值得数量。下面的例子报告了有多少个与键 “213.108.96.7” 关联的值：

1.cout<<dns.count("213.108.96.7") //output: 2

2.<<" elements associated"<<endl;

为了存取 multimap 中的多个值，使用 equal_range()、lower_bound()和 upper_bound()成员函数：

equal_range(k)：该函数查找所有与 k 关联的值。返回迭代指针的 pair，它标记开始和结束范围。下面的例子显示所有与键“213.108.96.7”关联的值：

1.typedef multimap <string, string>::const_iterator CIT;

2.typedef pair<CIT, CIT> Range;

3.Range range=dns.equal_range("213.108.96.7");

4.for(CIT i=range.first; i!=range.second; ++i)

5.cout << i->second << endl; //output: cpluspluszone.com

6.// cppzone.com

lower_bound() 和 upper_bound()：lower_bound(k) 查找第一个与键 k 关联的值，而 upper_bound(k) 是查找第一个键值比 k 大的元素。下面的例子示范用 upper_bound()来定位第一个其键值大于“213.108.96.7”的元素。通常，当键是一个字符串时，会有一个词典编纂比较：

1.dns.insert(make_pair("219.108.96.70", "pythonzone.com"));

2.CIT cit=dns.upper_bound("213.108.96.7");

3.if (cit!=dns.end()) //found anything?

4.cout<<cit->second<<endl; //display: pythonzone.com

如果你想显示其后所有的值，可以用下面这样的循环：

01.// 插入有相同键的多个值

02.dns.insert(make_pair("219.108.96.70","pythonzone.com"));

03.dns.insert(make_pair("219.108.96.70","python-zone.com"));

04. 

05.// 获得第一个值的迭代指针

06.CIT cit=dns.upper_bound("213.108.96.7");

07. 

08.// 输出: pythonzone.com，python-zone.com

09.while(cit!=dns.end())

10.{

11.　　　cout<<cit->second<<endl;

12.　　　++cit;

13.}

结论

虽然 map 和 multimap 具有相同的接口，其重要差别在于重复键，设计和使用要区别对待。此外，还要注意每个容器里 insert()成员函数的细微差别。