C++ STL之 map 学习笔记

•何为 map?

　　map 是 STL 的一个关联容器，它提供一对一的数据处理，map 中存放的是一个 key-value键值对，其类型可以自己定义：

• 第一个可以称为关键字，每个关键字在 map 中只能出现一次
• 第二个称为该关键字的值

　　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。

　　map 内部是一颗红黑树（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。

•map的使用

头文件

　　要想使用 map，必须要引入  #include<map> 。

定义

　　 map<类型1, 类型2>mymap; ，这样就定义了一个用 类型1 作为索引，并拥有相关联的指向 类型2 的指针。

　　其中，类型1和类型2可以是常见的  int , double , bool , string 等类型，也可以放置  map<类型3, 类型4> ，这就属于嵌套 map 了。

　　我们以 string-int 为例： map<string, int>mymap; ，并使其存储<姓名-年龄>对；

插入数据

　　假设我们需要向 map 中插入如下数据：

　　　　张三 18

　　　　李四 20

　　　　王五 24

　　可以通过  insert() 函数实现插入操作。

通过 map::insert 插入数据

void add()
{
    mymap.insert(pair<string, int>("张三", 18));
    mymap.insert(pair<string, int>("李四", 20));
    mymap.insert(pair<string, int>("王五", 24));
}

　　通过  insert  向 map 中插入键值对  pair<string, int>(姓名, 年龄) ，其中 键值对 的类型一定要和 map 定义是的类型一一对应。

　　每插入一个 键值对 都要重写一遍  pair<string, int> ，显得有些啰嗦，我们可以这样写：

#define psi pair<string, int>

void add()//添加数据
{
    mymap.insert(psi("张三", 18));
    mymap.insert(psi("李四", 20));
    mymap.insert(psi("王五", 24));
}

　　定义 psi 表示 <string, int> 的键值对，这样定义的话，在书写代码的时候就很简洁。

通过数组的方式插入数据

void add()//添加数据
{
    mymap["张三"] = 18;
    mymap["李四"] = 20;
    mymap["王五"] = 24;
}

总结

　　这两种方法，虽然都可以实现数据的插入，但是它们是有区别的：

• 用 insert 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 操作是插入不了数据的
• 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

　　例如，先插入一条数据 <张三 , 18>，然后分别通过 insert 和数组操作来修改张三的年龄为 180，并查看输出结果。

void add(map<string, int>mymap)//添加数据
{
    mymap.insert(psi("张三", 18));
    cout << mymap["张三"] << endl;

    mymap.insert(psi("张三", 180));//已存在"张三"数据，该插入操作不执行：张三-18
    cout << mymap["张三"] << endl;

    mymap["张三"] = 180;//覆盖：张三-180
    cout << mymap["张三"] << endl;
}

　　输出结果为：

　　通过输出结果，你会发现第二条 insert 并没有执行成功，但是通过数组的方式修改成功。

　　学会了向 map 中添加数据后，怎样才能确定数据添加成功了呢？

　　在学习遍历数据之前，先来了解一下迭代器的概念。

迭代器

　　要访问顺序容器和关联容器中的元素，需要通过 迭代器（iterator） 进行。

　　迭代器是一个变量，相当于容器和操纵容器的算法之间的中介，迭代器可以指向容器中的某个元素，通过迭代器就可以读写它指向的元素，从这一点上看，迭代器和指针类似。

　　迭代器按照定义方式分成以下四种：

• 正向迭代器： 容器类名::iterator 迭代器名;
• 常量正向迭代器： 容器类名::const_iterator 迭代器名;
• 反向迭代器：容器类名::reverse_iterator 迭代器名;
• 常量反向迭代器：容器类名::const_reverse_iterator 迭代器名;

　　通过迭代器可以读取它指向的元素， *迭代器 名就表示迭代器指向的元素，通过非常量迭代器还能修改其指向的元素。

　　迭代器都可以进行  ++ 操作，反向迭代器和正向迭代器的区别在于：

• 对正向迭代器进行  ++ 操作作时，迭代器会指向容器中的后一个元素
• 而对反向迭代器进行  ++ 操作时，迭代器会指向容器中的前一个元素

map遍历

　　有了迭代器的相关知识，我买来看看如何通过 迭代器 遍历 map 中的数据。

正向迭代器

void print()//遍历
{
    puts("正向迭代器");
    map<string, int >::iterator it;//正向迭代器
    for (it = mymap.begin(); it != mymap.end(); it++)
    {
        //it->second += 1;//可修改键对应的值
        cout << it->first << " " << it->second << endl;
    }
}

　　首先通过  map<string, int >::iterator it 定义了迭代器 it，并在 for 循环中将 it 赋值为  map.begin() 表示从 map 的第一个元素开始访问，直到访问到  map.end() 为止；

• it->first  表示读取 it 指向的 键值对 的键
• it->second 表示读取 it 指向的 键值对 的值

　　输出结果如下：

　　对输出结果，有没有什么发现？

　　提示一下，字典序 李（L） < 王（W） < 张（Z），而输入的顺序是 张三、李四、王五，通过输出可以看出 map 默认按照键升序排列。

　　上述输出结果是正向输出的，那么，如果想要反向输出呢？

　　这就需要使用反向迭代器了。

反向迭代器

void print()//遍历
{
    puts("反向迭代器");
    map<string, int >::reverse_iterator rit;//反向迭代器
    for (rit = mymap.rbegin(); rit != mymap.rend(); rit++)
    {
        //rit->second += 2;//可修改值
        cout << rit->first << " " << rit->second << endl;

    }
}

　　输出结果：

　　刚好和正向的相反，需要注意的是：

• 正向迭代器搭配  begin() , end()
• 反向迭代器搭配  rbegin() , rend()

常量正向、反向迭代器

void print()//遍历
{
    puts("常量正向迭代器");
    map<string, int >::const_iterator cit;//常量正向迭代器
    for (cit = mymap.cbegin(); cit != mymap.cend(); cit++)
    {
        //cit->second += 3;//不可修改
        cout << cit->first << " " << cit->second << endl;
    }

    printf("-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-\n");

    puts("常量反向迭代器");
    map<string, int>::const_reverse_iterator crit;//常量反向迭代器
    for (crit = mymap.crbegin(); crit != mymap.crend(); crit++)
    {
        //crit->second += 4;//不可修改
        cout << crit->first << " " << crit->second << endl;
    }
}

• 常量正向迭代器搭配  cbegin() , cend()
• 常量反向迭代器搭配  crbegin() , crend()

　　搭配错了编译器会报错的。

判定某个关键字是否在map中出现

　　可通过  find  或  count 实现。

1.通过 count 判断

void search()
{
    if (mymap.count("张三") > 0)
        cout << "张三查找成功" << endl;
    else
        cout << "张三查找失败" << endl;

    if (mymap.count("张四") > 0)
        cout << "张四查找成功" << endl;
    else
        cout << "张四查找失败" << endl;
}

　　 count  返回类型为整数，由于 map 中的键是不重复的，所以  mymap.count(关键字) 只有两个取值 0 或 1；

2.通过 find 判断

void search()
{
    map<string, int>::iterator it;
    it = mymap.find("张三");
    if (it != mymap.end())
        cout << "张三查找成功，年龄为：" << it->second << endl;
    else
        cout << "张三查找失败" << endl;

    it = mymap.find("张四");
    if (it != mymap.end())
        cout << "张四查找成功，年龄为：" << it->second << endl;
    else
        cout << "张四查找失败" << endl;

}

　　 find  返回类型为 迭代器，如果找到，返回 关键字 的迭代器，否则返回  map.end() 。

　　通过 find 还可以定位该关键字，输出该关键字的值，所以在功能方面，  find 比  count 要强大；

CODE

#pragma warning(disable:4996)//在VS中取消返回值被忽略的报错
#pragma warning(disable:4786)//在VS中取消使用STL一些容器的报错
#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;
#define psi pair<string, int>

map<string, int>mymap;

void add()//添加数据
{
    //mymap.insert(psi("张三", 18));
    //mymap.insert(psi("李四", 20));
    //mymap.insert(psi("王五", 24));

    mymap["张三"] = 18;
    mymap["李四"] = 20;
    mymap["王五"] = 24;
}
void search()
{
    map<string, int>::iterator it;
    it = mymap.find("张三");
    if (it != mymap.end())
        cout << "张三查找成功，年龄为：" << it->second << endl;
    else
        cout << "张三查找失败" << endl;

    it = mymap.find("张四");
    if (it != mymap.end())
        cout << "张四查找成功，年龄为：" << it->second << endl;
    else
        cout << "张四查找失败" << endl;

}
void print()//遍历
{
    puts("正向迭代器");
    map<string, int >::iterator it;//正向迭代器
    for (it = mymap.begin(); it != mymap.end(); it++)
    {
        //it->second += 1;//可修改值
        cout << it->first << " " << it->second << endl;
    }

    printf("-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-\n");

    puts("反向迭代器");
    map<string, int >::reverse_iterator rit;//反向迭代器
    for (rit = mymap.rbegin(); rit != mymap.rend(); rit++)
    {
        //rit->second += 2;//可修改值
        cout << rit->first << " " << rit->second << endl;

    }

    printf("-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-\n");

    puts("常量正向迭代器");
    map<string, int >::const_iterator cit;//常量正向迭代器
    for (cit = mymap.cbegin(); cit != mymap.cend(); cit++)
    {
        //cit->second += 3;//不可修改
        cout << cit->first << " " << cit->second << endl;
    }

    printf("-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-\n");

    puts("常量反向迭代器");
    map<string, int>::const_reverse_iterator crit;//常量反向迭代器
    for (crit = mymap.crbegin(); crit != mymap.crend(); crit++)
    {
        //crit->second += 4;//不可修改
        cout << crit->first << " " << crit->second << endl;
    }

}
int main()
{
    //freopen("E:\\Documents\\stdin&&stdout\\stdin\\文件名","r",stdin);//读文件
    //freopen("E:\\Documents\\stdin&&stdout\\stdout\\文件名","w",stdout);//写文件

    add();

    printf("-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-\n");
    print();

    printf("-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-\n");
    search();

    return 0;
}

•题目推荐

　　1.【华为机试题库——HJ8 合并表记录】

•参考资料

　　1.【std::map】

　　2.【C++迭代器（STL迭代器）iterator详解】

　　3.【C++中的STL中map用法详解】