STL之map容器的详解

一、关于map的介绍

map是STL的 一个容器，和set一样，map也是一种关联式容器。它提供一对一（其中第一个可以称为关键字，每个关键字只能在map中出现一次，第二个可能称为该关键 字的值）的数据处理能力，由于这个特性，有助于我们处理一对一数据。这里说下map内部数据的组织，map内部是自建一颗红黑树(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。学习map我们一定要理解什么是一对一的数据映射？比如：一个班级中，每个学生的学号跟他的姓名就存在着一一映射的关系，这个模型用map可能轻易描述，很明显学号用int 描述，姓名用字符串描述采用的string，于是我们使用的map形式如下：map<int , string> student;

关于map和set底层实现以及效率问题，在另一篇《STL中set容器的一点总结》已经说了一些，map和set底层实现都是采用了平衡树来实现的。这里说一下map和set容器的区别。

对于map中的每个节点存储的是一对信息，包括一个键和一个值，各个节点之间的键值不能重复。

对于set中的每个节点存储的是一个信息，只有一个键，但是每个键值也是唯一的。set表示的是集合的概念。

对于map的学习，或者说是对STL中的容器的学习，要知道每种容器的实现原理，每种适合适合解决什么问题的，才关键~~~~

二、map中常用的操作

2.1 map中的构造函数

map(); // 默认构造函数

map(const map& m) // 拷贝构造函数

map(iterator begin, iterator end ); //区间构造函数

map(iterator begin, iterator end, const traits& _compare) //带比较谓词的构造函数

map(iterator begin, iterator end, const traits& _compare, const allocator& all) //带分配器

经过分析我们发现，map的构造函数主要是调用“拷贝构造函数”和利用“迭代器”进行初始化两种方式。我想原因是很简单的，因为，map中每个节点由一对值构成。这里还用写一个程序演示一下map的构造函数吗？

2.2 map中的一些基础函数

begin，end，rbegin，rend，empty，clear，size，max_size。八个常用的函数，看到名字应该就知道怎么用了吧，看看代码：

#pragma warning (disable:4786)

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    map<int,string> studentMessage;
    map<int,string>::iterator iter;
    studentMessage.insert(pair<int , string>(54090101,"Mike"));
    studentMessage.insert(pair<int , string>(54090102,"Sam"));
    studentMessage.insert(pair<int , string>(54090103,"Jake"));
    //begin获取map中的第一个元素的迭代器,并且等于rend
    //end获取map中的最后一个元素下一位置的迭代器，并且等于rbegin
    cout<<"迭代器中的元素如下："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }
    //看看max_size和size的值得意义
    cout<<"map 的 max_size 的值："<<studentMessage.max_size()<<endl;
    cout<<"map 的 size 的值："<<studentMessage.size()<<endl;
    //看看empty和clear的使用
    studentMessage.clear();
    if(studentMessage.empty())
    {
        cout<<"The map is Empty !!"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"The map is not Empty !!"<<endl;
    }
    return 0;
}

2.3 map中的的查找元素

map中用来查找的函数是find，但是能完成查找功能的函数却并不止这一个，比 如count也是可以完成查找的，因为map中的键值是不允许重复的，所以一个键值只能出现一次，这说明count的返回值就只能是0或1了，那么显然这 就能完成查找了，但是用count来完成查找并不是最优的选择，因为原来的本意是用count来完成计数的，这在vector等序列式容器中是灰常好用 的，而map中之所以有这个count函数，就是为了STL提供统一的接口，这样说来map中的upper_bound和 lower_bound，equel_range等函数组合起来也是可以完成查找功能的（想一想怎么实现）。这里有个疑问：count和find对于完成 的效率是不是一致的呢？？

我们分别看看分别用find和count来完成查找：

#pragma warning (disable:4786)

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

using namespace std;

int main()
{
    map<int,string> studentMessage;
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090101,"Mike"));
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090102,"Sam"));
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090103,"Jake"));
    if(studentMessage.find(54090101) != studentMessage.end())
    {
        cout<<"find success !!"<<endl;
    }
    if(studentMessage.count(54090101))
    {
        cout<<"count success !!"<<endl;
    }
    return 0;
}

　　

运行结果：

find success !!

count success !!

看到了吗，count和find还是有区别的，那就是count只能单纯的查找元素是否存在，而find能定位要查找元素的位置。有一点需要注意的是查找的参数是键值哦！！

2.4 map中数据的插入和删除

无论是对于哪个容器，插入和删除都是非常重要的操作，先说一说map中数据的插入，数据的插入大概有三种方式，第一种：insert（pair<T1,T2,>(key1,value1)）。第二种：insert(map<T1,T2>::value_type(key1,value1)）,这种插入方式和第一种基本相似。第三种：利用数组进行插入，这个一会用程序演示吧。

关于数据的删除，大概有三种方式进行删除：第一种：erase（map<T1,T2>::iterator iter），删除迭代器所指的节点。第二种：erase（key k），根据键值进行删除，删除键值k所指的节点 。第三种：erase（map<T1,T2>::iteratormap iter1，<T1,T2>::iteratoriter2），删除iter1和iter2之间的数据。

#pragma warning(disable:4786)

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

using namespace std;

int main()
{
    /*
    map<int,string> tmp;
    map<int,string>::const_iterator iter1,iter2;
    tmp.insert(pair<int,string>(54090104,"Bob"));
    tmp.insert(pair<int,string>(54090105,"Ben"));
    iter1 = tmp.begin();
    iter2 = tmp.end();
    */
    map<int,string> studentMessage;
    map<int,string>::iterator iter;
    //向map中插入数据
    studentMessage.insert(pair<int,string>(54090101,"Mike"));
    studentMessage.insert(pair<int,string>(54090101,"MIKE"));//重复插入
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090102,"Sam"));
    studentMessage.insert(map<int,string>::value_type(54090102,"SAM"));//重复插入
    studentMessage[54090103] = "Jake";
    studentMessage[54090103] = "JAKE";//重复插入

    //为了测试删除，先插入两个数据,看插入结果主要看上面的插入方式
    studentMessage[54090104] = "Bob";
    studentMessage[54090105] = "Ben";

    cout<<"完成插入后map中的数据："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }

    //从map中删除数据
    iter = studentMessage.begin();
    studentMessage.erase(iter);
    cout<<"利用迭代器删除map中第一个元素："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }
    studentMessage.erase(54090102);
    cout<<"利用键值删除map中的第一个元素："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }
    studentMessage.erase(studentMessage.begin(),studentMessage.end());
    cout<<"利用范围迭代器删除map中的所有数据："<<endl;
    for(iter = studentMessage.begin() ; iter != studentMessage.end() ; ++iter)
    {
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }
    return 0;
}

注意：通过观察输出结果，利用数组进行插入对数据进行了覆盖，而其他两种插入方式没有进行覆盖，实际上属于插入失败，还要注意的是，利用数组进行插入下标实际上是键值。

2.5 其他一些常用的函数或运算符

比如swap和key_comp函数，还有操作符：==，!=，<,& lt;=,>,>=等，对于==运算符，只有两个map中所有的元素完全一致，才说两个map相等，而<,<=,>,& gt;=起着决定作用的是两个map第一个不同的元素，这和string库中的strcmp相似。这些东西就不多说了。。

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学习中的一点总结，欢迎拍砖哦^^

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