stl之map容器的原理及应用

容器的数据结构同样是采用红黑树进行管理，插入的元素健位不允许重复，所使用的节点元素的比较函数，只对元素的健值进行比较，元素的各项数据可通过健值检索出来。map容器是一种关联容器，实现了SortedAssociative Container、Sorted Associative Container和Unique Associative Container概念的接口规范。

map技术原理

图中所示是map容器的一个元素的数据组成，可通过pair封装成一个结构对象。map容器所要做的，就是将这个pair对象插入到红黑树，完成一个元素的添加。同时，也要提供一个仅使用键值进行比较的函数对象，将它传递给红黑树。由此，就可利用红黑树的操作，将map元素数据插入到二叉树中的正确位置，也可以根据键值进行元素的删除和检索。

map应用基础

头文件：#include<map>

创建map对象

1)map(); //创建一个没有任何元素的map对象

2)map(constkey_compare& comp); //指定一个比较函数对象comp来创建map对象，内存分配器为默认值。

3)map(constmap&); //拷贝构造函数，用一个map容器的元素和比较函数，拷贝生成一个新的map容器对象。

4)map(InputIteratorfirst, InputIterator last); //用迭代器区间[first)所指的数据，作为map容器的元素（包括键值和映照数据），创建一个map容器对象。

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
struct classcomp {
    bool operator() (const char& lhs, const char& rhs) const
    {return lhs<rhs;}
};
int main ()
{
    //创建map对象
    map<char,int> first;
    map<char,int,classcomp> fourth;   
    map<char,int> third (second);
    map<char,int> second (first.begin(),first.end());            
    return 0;
}

元素的插入

除可使用如下的insert函数，将整个元素数据进行插入外，常用map容器的数组操作"[]",显式地为不同键值赋予内容(映照数据)，不过这个数组方法，不能检测是否插入成功。

1)pair<iterator,bool>insert(const value_type& v)

将元素v（包括键值和映照数据）插入map容器，重复的v值不被插入。返回一个pair配对对象，提供所插入元素的迭代器位置和true/false插入成功标志。

2)iteratorinsert(iterator position, const value type& v)

将元素v（包括键值和映照数据）插入map容器，参数position只是提示可在position位置之前插入v，所返回的插入位置视情况而定，不一定在position位置前插入。

3）voidinsert(InputIterator first, InputIterator last)

将迭代器区间[first,last)所指的数据作为容器元素（包括键值和映照数据），插入到map容器中。

//"[]"
map<char,std::string> mymap;
mymap['a']="an element";
mymap['b']="another element";
mymap['c']=mymap['b'];

// map::insert
#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
int main ()
{
    map<char,int> mymap;
    //insert函数版本
    mymap.insert ( pair<char,int>('a',100) );
    mymap.insert ( pair<char,int>('b',200) );

    pair<map<char,int>::iterator,bool> ret;
    ret = mymap.insert ( std::pair<char,int>('b',500) );
    if (ret.second==false) {
        cout << "元素'b' 已经存在";
        cout << " 其值为" << ret.first->second << '
';
    }
    // insert函数版本
    map<char,int>::iterator it = mymap.begin();
    mymap.insert (it, pair<char,int>('b',300));  // 最高效的插入
    mymap.insert (it, std::pair<char,int>('c',400));  //非最高效的插入
    //insert函数版本
    map<char,int> anothermap;
    anothermap.insert(mymap.begin(),mymap.find('c'));
    //输出容器：
    cout << "mymap 包含:
";
    for (it=mymap.begin(); it!=mymap.end(); ++it)
        cout << it->first << " => " << it->second << '
';
    cout << "anothermap 包含:
";
    for (it=anothermap.begin(); it!=anothermap.end(); ++it)
        cout << it->first << " => " << it->second << '
';
    system("pause");
    return 0;
}

元素的删除

1. void erase(iteratorposition); 删除 position所指的元素
2. size_type erase(const key_type& k);  删除等于键值 k的那个元素，对于map容器来说，此函数总是返回值1，因为map容器不会出现重复的元素值（键值）
3. void erase(iterator first, iterator last); 删除map迭代器区间 [first,last)上的所有元素
4. void clear(); 删除map容器的所有元素

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
int main ()
{
    map<char,int> mymap;
    map<char,int>::iterator it;
    // 插入一些元素:
    mymap['a']=10;
    mymap['b']=20;
    mymap['c']=30;
    mymap['d']=40;
    mymap['e']=50;
    mymap['f']=60;
    it=mymap.find('b');
    mymap.erase (it);                   // 删除迭代器所指元素
    mymap.erase ('c');                  //删除键值为'c'的元素
    it=mymap.find ('e');
    mymap.erase ( it, mymap.end() );    //删除区间内的元素
    for (it=mymap.begin(); it!=mymap.end(); ++it)
        cout << it->first << " => " << it->second << '
';
    return 0;
}

其他成员函数用法与前篇set容器相似，不再赘述。

直观来说，map容器区别于set容器的一个主要特性在于，map是处理带有键值的记录型元素数据的快速插入、删除和检索，而set则可看成是对单一数据的处理。map将一个元素划分出键值部分，并按这个局部的键值制定整个元素的函数比较规则，来建立容器的数据分布。map的元素键值是唯一的，不允许重复的元素键值插入。set和map都是泛型库对二叉树的一个泛化。

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