STL —— multimap的用法详解

Posted 2021-06-10 薛定谔的猫ovo

文章目录

• • multimap的基本性质
  • STL——multimap容器的用法
  • • multimap容器的创建与初始化
    • multimap容器包含的成员方法
    • • multimap容器大小
      • multimap容器中键值对的访问与遍历
      • multimap插入数据
      • multimap删除数据
      • multimap交换数据
  • 说明

multimap的基本性质

multimap容器是和map容器相似的关联式容器，所谓“相似”，是指multimap容器具有和map容器相同的特性，即multimap容器也存储pair<const K, T>类型的键值对（其中K表示键的类型，T表示值的类型），其中各个键值对的键的值不能被修改；并且，该容器也会自行根据键的大小对所存储的所有键值对做排序操作。
multimap容器和map容器的区别在于，multimap容器中可以同时存储多个键相同的键值对。
multimap容器提供的成员方法，map容器都有提供，并且它们的用法是相同的。详细的用法请参照map的用法及实例详解。本文只是给出了所有在multimap中的成员函数及其实现功能，具体的实例及代码请参照map容器。

---

STL——multimap容器的用法

实现multimap容器的类模板也定义在<map>头文件，并位于std命名空间中，故使用multimap容器前，应该引入头文件：

#include<map>
using namespace std;

第二行代码不是必须的，但若不用，则程序中在使用multimap容器时需要手动注明std命名空间。
multimap容器的类模板定义如下：

template < class Key,                                   // 指定键（key）的类型
           class T,                                     // 指定值（value）的类型
           class Compare = less<Key>,                   // 指定排序规则
           class Alloc = allocator<pair<const Key,T> >  // 指定分配器对象的类型
           > class multimap;

和map容器一样，其中后2个参数都设有默认值，大多数时候只需设置前2个参数的值，有时候会用到第3个参数，最后一个参数几乎不会用到。

---

multimap容器的创建与初始化

multimap类模板内部提供多个构造函数，创建multimap容器的方式可以总结为以下5种。

1）默认构造函数，创建一个空的multimap容器。

std::multimap <std::K, std::T> multimapname;

其中K和T分别为multimap容器中键值对的键和值的类型。另外，如果程序种已经默认指定了std命名空间，则这里可以省略std::，以下同理，不再赘述。

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

int main(){
    multimap<string, int> mymultimap;
    cout<<mymultimap.size()<<endl; //0
    return 0;
}

---

2）在创建multimap容器的同时，也可以进行初始化。

multimap<string, int> mymultimap{{"penny",1},{"leonard",2},{"sheldon",3}};

使用这个方式初始化multimap容器时，其底层会先将每一个{key, value}创建成pair类型的键值对，然后再用已建好的各个键值对初始化multimap容器。有关于pair的用法，可以参照C++ pair的基本用法
事实上，也可以先手动创建好键值对，然后再用其初始化multimap容器。例如下面这两种方式是等价的：

//借助pair类模板的构造函数生成各个pair类型的键值对
multimap<string,int> mymultimap{
    pair<string,int>{"penny",1},
    pair<string,int>{"leonard",2},
    pair<string,int>{"sheldon",3}
};
//调用make_pair()函数，生成键值对元素；然后创建并初始化multimap容器
multimap<string,int> mymultimap{
    make_pair("penny", 1),
    make_pair("leonard",2),
    make_pair("sheldon",3)
};

---

3）拷贝（复制）构造函数，也可以初始化新的multimap容器。

multimap<string,int> newmultimap(mymultimap);

用上面的代码就可以创建一个和mymultimap完全一样的newmultimap容器。
在C++ 11标准中，还为multimap类增添了移动构造函数。即当有临时的multimap容器作为参数初始化新的multimap容器时，其底层就会调用移动构造函数来实现初始化操作。

//创建一个会返回临时multimap对象的函数
multimap<string,int> tmpmultimap(){
    multimap<string,int> tempmultimap{{"penny",1},{"leonard",2}};
    return tempmultimap;
}

//在main函数中调用multimap类模板的移动构造函数创建newmultimap容器
multimap<string,int> newmultimap(tmpmultimap());

tempmultimap容器是一个临时对象，因此初始化newmultimap容器时，底层调用的是multimap容器的移动构造函数，而不再是拷贝构造函数。

---

4）multimap类模板还支持从已有的multimap容器中，选取某块区域内的所有键值对，用作初始化新multimap容器时使用。

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

int main(){
    //创建并初始化multimap容器
    multimap<string,int> mymultimap{
        {"penny",1},{"leonard",2},{"sheldon",3},{"howard",4}};
    multimap<string,int> newmultimap(++mymultimap.begin(),mymultimap.end());      
    for(auto iter = newmultimap.begin(); iter != newmultimap.end(); iter++){
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;
    }
    return 0;
}

执行结果：

---

5）前面提到，multimap类模板总共可以接收4个参数，其中第3个参数可以用来修改multimap容器内部的排序规则。默认情况下，此参数的值为std::less<T>，即升序排列，这意味着下面两种创建multimap容器的方式是等价的：

multimap<string,int> mymultimap{{"penny",1},{"leonard",2}}; 
multimap<string,int,less<string>> mymultimap{{"penny",1},{"leonard",2}};

容器中键值对的存储顺序均为<“leonard”,2> , <“penny”, 1>。
若想要multimap容器中的键值对降序排列，可以使用模板库中提供的std::greater<T>排序函数：

multimap<string,int,greater<string>> mymultimap{{"penny",1},{"leonard",2}};

此时，multimap容器中键值对的存储顺序为<“penny”,1> , <“leonard”,2>。

---

multimap容器包含的成员方法

multimap容器大小

成员方法	功能
empty()	若容器为空，则返回true，否则返回false。
size()	返回当前multimap容器中键值对的个数。
max_size()	返回multimap容器所能容纳的键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不同。
count(key)	在当前multimap容器中，查找键为key的键值对的个数并返回。

---

multimap容器中键值对的访问与遍历

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。
end()	返回指向容器中最后一个元素（已排好序的最后一个）所在位置的后一个位置的双向迭代器。
rbegin()	返回指向容器中最后一个（已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。
rend()	返回指向容器中第一个（已排好序的第一个）元素所在位置的前一个位置的反向双向迭代器。
cbegin()	和begin()功能相同，只不过在其基础上，增加了const属性，不能用于修改容器内储存的键值对。
cend()	和end()功能相同，只不过在其基础上，增加了const属性，不能用于修改容器内储存的键值对。
crbegin()	和rbegin()功能相同，只不过在其基础上，增加了const属性，不能用于修改容器内储存的键值对。
crend()	和rend()功能相同，只不过在其基础上，增加了const属性，不能用于修改容器内储存的键值对。
find(key)	在map容器中查找键为key的键值对，若成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；若未找到，则返回和end()方法一样的迭代器。
lower_bound(key)	返回一个指向当前map容器中第一个大于或等于key的键值对的双向迭代器。
upper_bound(key)	返回一个指向当前map容器中第一个大于key的键值对的双向迭代器。
equal_range(key)	返回一个pair对象（包含2个双向迭代器），其中pair.first和lower_bound()方法的返回值等价，pair.second和upper_bound()方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为key的键值对（map容器键值对唯一，因此该返回最多包含一个键值对）。

---

multimap插入数据

成员方法	功能
insert()	向multimap容器中插入键值对。
emplace()	在当前multimap容器中的指定位置处构造新键值对。其效果和插入键值对一样，但效率更高。
emplace_hint()	在本质上和emplace()在multimap容器中构造新键值对的方式是一样的，不同之处在于，必须为该方法提供一个指示键值对生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。

---

multimap删除数据

成员方法	功能
erase()	删除multimap容器指定位置、指定键（key)值或者指定区域内的键值对。
clear()	清空multimap容器中的所有键值对。

---

multimap交换数据

成员方法	功能
swap()	交换2个multimap容器中存储的键值对，操作的2个键值对的类型必须相同。

---

说明

和map容器相比，multimap未提供at()成员方法，也没有重载[ ] 运算符。
这意味着，map容器中通过指定键获取指定键值对的方式，将不再适用于multimap容器。
其实这也很好理解，因为multimap容器中指定的键可能对应多个键值对，而不再是一个。
另外，由于maltimap容器可存储多个具有相同键的键值对，因此lower_bound()、upper_bound()、equal_range()以及count()方法经常会用到。


再次说明，multimap容器提供的成员方法，map容器都有提供，并且它们的用法是相同的。详细的用法请参照map的用法及实例详解。