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【C++ STL】Map和Multimap

时间:2017-06-11 17:28:50      阅读:163      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:out   soc   images   remove   pad   value   cond   dict   not   

1、结构

  Map和multimap将key/value pair(键值/实值 队组)当作元素,进行管理。他们根据key的排序准则将元素排序。multimap允许重复元素,map不允许。

元素要求:

  • key/value必须具有assigned(可赋值)和copyable(可复制的)性质。
  • 对于排序而言,key必须具是comparable(可比较的)。

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2、能力

  典型情况下,set,multisets,map,multimap使用相同的内部结构,因此可以将set和multiset当成特殊的map和multimap,只不过set的value和key指向的是同一元素。

  map和multimap会根据key对元素进行自动排序,所以根据key值搜寻某个元素具有良好的性能,但是如果根据value来搜寻效率就很低了。

  同样,自动排序使得你不能直接改变元素的key,因为这样会破坏正确次序,要修改元素的key,必须先移除拥有key的元素,然后插入拥有新的key/value的元素,从迭代器的观点来看,元素的key是常数,元素的value是可以直接修改的。

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3、操作函数

3.1 构造、析构、拷贝

操作

效果

map c

产生一个空的map/multimap不包含任何元素

map c(op)

以op为排序准则,产生一个空的map/multimap

map c1(c2)

产生某个map/multimap的副本,所有元素都被拷贝

map c(beg,end)

以区间[beg,end)内的元素产生一个map/multimap

map c(beg,end,op)

以op为排序准则,区间[beg,end)内的所有元素生成一个map/multimap

c.~map()

销毁所有元素,释放内存

map<Key,Elem>

一个map/multimap,以less<> (operator <)为排序准则

map<Key,Elem,Op>

一个map,以op为排序准则

3.2 非变动性操作

操作

效果

c.size()

返回当前的元素数量

c.empty()

判断大小是否为零,等同于0 == size(),效率更高

c.max_size()

返回能容纳的元素最大数量

c1 == c2

判断c1是否等于c2

c1 != c2

判断c1是否不等于c2(等同于!(c1==c2))

c1 < c2

判断c1是否小于c2

c1 > c2

判断c1是否大于c2

c1 <= c2

判断c1是否小于等于c2(等同于!(c2<c1))

c1 >= c2

判断c1是否大于等于c2 (等同于!(c1<c2))

3.3 特殊搜寻函数

操作

效果

count(key)

返回键值等于key的元素个数

find(key)

返回键值等于key的第一个元素,没找到返回end()

lower_bound(key)

返回键值为key之元素的第一个可安插位置,也就是键值>=key的第一个元素位置

upper_bound(key)

返回键值为key之元素的最后一个可安插位置,也就是键值>key的第一个元素位置

equal_range(key)

返回键值为key之元素的第一个可安插位置和最后一个可安插位置,也就是键值==key的元素区间

3.4 赋值

操作

效果

c1 = c2

将c2的元素全部给c1

c1.swap(c2)

将c1和c2 的元素互换

swap(c1,c2)

同上,全局函数

3.5 迭代器函数

  map和multimap不支持元素直接存取,因此元素的存取通常是经过迭代器进行。不过例外的是,map提供下标操作,可直接存取元素。同样,他们的迭代器是双向迭代器,所有的元素的key都被视为常数,不能调用任何变动性操作,如remove(),要移除元素,只能用塔门提供的函数。

操作

效果

c.begin()

返回一个随机存取迭代器,指向第一个元素

c.end()

返回一个随机存取迭代器,指向最后一个元素的下一个位置

c.rbegin()

返回一个逆向迭代器,指向逆向迭代的第一个元素

c.rend()

返回一个逆向迭代器,指向逆向迭代的最后一个元素的下一个位置

3.6 元素的安插和移除

操作

效果

c.insert(elem)

插入一个elem副本,返回新元素位置,无论插入成功与否。

c.insert(pos, elem)

安插一个elem元素副本,返回新元素位置,pos为收索起点,提升插入速度。

c.insert(beg,end)

将区间[beg,end)所有的元素安插到c,无返回值。

c.erase(elem)

删除与elem相等的所有元素,返回被移除的元素个数。

c.erase(pos)

移除迭代器pos所指位置元素,无返回值。

c.erase(beg,end)

移除区间[beg,end)所有元素,无返回值。

c.clear()

移除所有元素,将容器清空

  有三个不同的方法将value插入map:

  • 运用value_type,为了避免隐式转换,可以使用value_type明白传递正确型别。value_type是容器本身提供的型别定义
std::map<std::string,float> coll;
 ...
coll.insert(std::map<std::string,float>::value_type("otto",22.3));
  • 运用pair,另一个作法是直接运用pair<>。
std::map<std::string,float> coll;
...
//use implicit conversion:
coll.insert(std::pair<std::string,float>("otto",22.3));
//use no implicit conversion:
coll.insert(std::pair<const std::string,float>("otto",22.3));
  上述第一个insert()语句内的型别并不正确,所以会被转换成真正的型别。
  • 运用make_pair()
  最方便的方法是直接运用make_pair()函数,这个函数根据传入的两个参数构造一个pair对象。
std::map<std::string,float> coll;
    ...
coll.insert(std::make_pair("otto",22.3));
下面是个简单例子,检查安插元素是否成功:
std::map<std::string,float> coll;
   ...
   if (coll.insert(std::make_pair("otto",22.3)).second) {
       std::cout << "OK, could insert otto/22.3" << std::endl;
   }
   else {
       std::cout << "Oops, could not insert otto/22.3 "
                 << "(key otto already exists)" << std::endl;
   }

  如果要移除某个值为value的元素,使用erase()即可。

   std::map<std::string,float> coll;
   ...
   //remove all elements with the passed key
   coll.erase(key);

  如果multimap内喊重复元素,不能使用erase()来删除这些元素的第一个,但是可以这么做:

typedef multimap<string.float> StringFloatMMap;
   StringFloatMMap coll;
   ...
   //remove first element with passed key
   StringFloatMMap::iterator pos;
   pos = coll.find(key);
   if (pos != coll.end()) {
       coll.erase(pos);
   }

  这里使用成员函数的find()而非STL里面的find(),因为成员函数更快,然而不能使用成员函数find()来移除拥有某个value(而非某个key)的元素。

  移除元素时,要当心心意外发生,当移除迭代器所指对象时,可能使迭代器失效。

typedef std::map<std::string,float> StringFloatMap;
   StringFloatMap coll;
   StringFloatMap::iterator pos;
   ...
   for (pos = coll.begin(); pos != coll.end(); ++pos) {
        if (pos->second == value) {
            coll. erase (pos);                   // RUNTIME ERROR !!!
        }
   }

  对pos所指元素实施erase(),会使pos不再成为一个有效的迭代器,如果此后未对pos重新设值就使用pos,会出现异常。++pos就能导致一个未定义行为。下面是正确的删除方法。

 typedef std::map<std::string,float> StringFloatMap;
   StringFloatMap coll;
   StringFloatMap::iterator pos;
   ...
   //remove all elements having a certain value
   for (pos = c.begin(); pos != c.end(); ) {
       if (pos->second == value) {
           c.erase(pos++);
       }
       else {
           ++pos;
       }
   }

  注意,pos++会指向下一个元素,但返回其原始值(指向原位置)的一个副本,因此,当erase()被调用,pos已经不指向那个即将被删除的元素了。

4、map视为关联数组

  通常,关联数组不提供直接存取,必须依靠迭代器,不过map是个例外,map提供下标操作符,可以直接存取元素。不过下标操作符的索引不是元素整数位置,而是元素的key。也就是说,索引可以是任何型别,而非局限的整数型别。

操作

效果

m[key]

返回一个reference,指向键值为key的元素,如果该元素尚未存在,插入该元素。

  和一般数组的区别不仅仅是索引型别,你不能使用一个错误的索引,如果你是用某个key为索引,容器尚未存在该元素,会自动安插该元素,新元素由default构造,所有基本型别都提供default构造函数,以零为初始值。

关联数组的行为方式有优点,也有缺点:

  优点是可以透过方便的接口向map安插新元素。

   std::map<std::string,float> coll;     // empty collection
   /*insert "otto"/7.7 as key/value pair
    *-first it inserts "otto"/float()
    *-then it assigns 7.7
    */
   coll["otto"] = 7.7;

  其中的语句:coll["otto"] = 7.7;处理如下:

  1.处理coll["otto"]:

  --如果存在键值为“otto”的元素,以上式子返回该元素的reference。

  --如果没有任何元素的键值为“otto”,以上式子便为map自动安插一个新元素,键值key为“otto”,value通过default构造函数完成,并返回一个reference指向新元素。

  2.将7.7赋值给value:

  --紧接着,将7.7赋值给刚才返回的元素。

  这样,map之内就包含了一个键值(key)为“otto”的元素,其值(value)为7.7。

      缺点就是你可能不小心误置新元素。例如你想打印key为“otto”的元素值:

  std::cout << coll[“ottto”] << endl;

      它会安插一个键值为“ottto”的元素,然后打印其值,缺省情况下是0。它并不会告诉你拼写错误,并且插入一个你可能不需要的元素。

      这种插入方式比一般的map安插方式来得慢,因为在生成新元素的时候,需要使用default构造函数将新元素初始化,而这个值马上又会被真正的value覆盖。

5、示例代码

5.1 map

 // cont/mapl.cpp

   #include <iostream>
   #include <map>
   #include <string>
   using namespace std;

   int main()
   {
       /*create map/associative array
        *-keys are strings
        *-values are floats
        */
       typedef map<string,float> StringFloatMap;

       StringFloatMap stocks;      // create empty container

       //insert some elements
       stocks["BASF"] = 369.50;
       stocks["VW"] = 413.50;
       stocks["Daimler"] = 819.00;
       stocks["BMW"] = 834.00;
       stocks["Siemens"] = 842.20;

       //print all elements
       StringFloatMap::iterator pos;
       for (pos = stocks.begin(); pos != stocks.end(); ++pos) {
           cout << "stock: " << pos->first << "\t"
                << "price: " << pos->second << endl;
       }
       cout << endl;

       //boom (all prices doubled)
       for (pos = stocks.begin(); pos != stocks.end(); ++pos) {
           pos->second *= 2;
       }

       //print all elements
       for (pos = stocks.begin(); pos != stocks.end(); ++pos) {
           cout << "stock: " << pos->first << "\t"
                << "price: " << pos->second << endl;
       }
       cout << endl;

       /*rename key from "VW" to "Volkswagen"
        *-only provided by exchanging element
        */
       stocks["Volkswagen"] = stocks["VW"];
       stocks.erase("VW");

       //print all elements
       for (pos = stocks.begin(); pos != stocks.end(); ++pos) {
           cout << "stock: " << pos->first << "\t"
                << "price: " << pos->second << endl;
       }
   }

输出:

   stock: BASF price: 369.5
   stock: BMW price: 834
   stock: Daimler price: 819
   stock: Siemens price: 842.2
   stock: VW price: 413.5

   stock: BASF price: 739
   stock: BMW price: 1668
   stock: Daimler price: 1638
   stock: Siemens price: 1684.4
   stock: VW price: 827

   stock: BASF price: 739
   stock: BMW price: 1668
   stock: Daimler price: 1638
   stock: Siemens price: 1684.4
   stock: Volkswagen price: 827

5.2 multimap

 // cont/mmap1.cpp

   #include <iostream>
   #include <map>
   #include <string>
   #include <iomanip>
   using namespace std;

   int main()
   {
       //define multimap type as string/string dictionary
       typedef multimap<string,string> StrStrMMap;

       //create empty dictionary
       StrStrMMap dict;

       //insert some elements in random order
       dict.insert(make_pair("day","Tag"));
       dict.insert(make_pair("strange","fremd"));
       dict.insert(make_pair("car","Auto"));
       dict.insert(make_pair("smart","elegant"));
       dict.insert(make_pair("trait","Merkmal"));
       dict.insert(make_pair("strange","seltsam"));
       dict.insert(make_pair("smart","raffiniert"));
       dict.insert(make_pair("smart","klug"));
       dict.insert(make_pair("clever","raffiniert"));

       //print all elements
       StrStrMMap::iterator pos;
       cout.setf (ios::left, ios::adjustfield);
       cout <<   << setw(10) << "english "
            << "german " << endl; 
       cout << setfil(-) << setw(20) << ""
            << setfil( ) << endl;
       for (pos = dict.begin(); pos != dict.end(); ++pos) {
           cout <<   << setw(10) << pos>first.c_str()
                << pos->second << endl;
       }
       cout << endl;

       //print all values for key "smart"
       string word("smart");
       cout << word << ": " << endl;

       for (pos = dict.lower_bound(word);
            pos != dict.upper_bound(word); ++pos) {
               cout << " " << pos->second << endl;
       }

       //print all keys for value "raffiniert"
       word = ("raffiniert");
       cout << word << ": " << endl;
       for (pos = dict.begin(); pos != dict.end(); ++pos) {
           if (pos->second == word) {
               cout << " " << pos->first << endl;
           }
       }
   }

输出:

    english   german
   --------------------
    car       Auto
    clever    raffiniert
    day       Tag
    smart     elegant
    smart     raffiniert
    smart     klug
    strange   fremd
    strange   seltsam
    trait     Merkmal

   smart:
       elegant
       raffiniert
       klug
   raffiniert:
       clever
       smart

 

【C++ STL】Map和Multimap

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原文地址:http://www.cnblogs.com/ChinaHook/p/6985518.html

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