浅谈关联容器

Posted 2021-01-05 lyfoi

关联容器，也就是 map，一个非常神器的数据结构。

map 是啥鬼？

map 是利用红黑树实现的。

当你在写程序的时候，可能需要存储一些信息，例如存储学生姓名对应的分数，例如：Tom 0，Bob 100，Alan 100。
但是由于数组下标只能为非负整数，所以无法用姓名来存储，这个时候最简单的办法就是使用 STL 的 map 了！

map 可任意类型为下标（在 map 中叫做 key，也就是索引），下面是 map 的模型：

map <类型名,类型名> 你想给map起的名字

其中两个类型名第一个是 key（索引，可以理解为数组的下标），第二个是 value（对应的元素）。例如上面的例子，我们可以这样的存储：

map <string,int> mp

是不是感觉很神奇？

map 具体怎么使用？

• map 添加元素

1.直接存，例如 mp["Tom"]=0

2.通过插入，例如 mp.insert(pair<string,int>("Alan",100));

3.初始化（ C++11 及以上）和数组差不多：

map <string,int> mp= {
                {"Tom",0},
                {"Bob","100"},
                {"Alan",100}};

• map 查找删除元素

1.在你知道查找元素是啥的时候直接来就可以了，例如：int grade=mp["Tom"]

2.如果你知道了元素的下标，但是想知道这个元素是否已经存在 map 中，可以使用 find 函数。

格式：if(mp.find()==mp.end())，意思是是否返回的是 map 的末尾，因为 map 如果没有查找到元素，迭代器会返回末尾。

其中 mp.end() 返回指向map尾部的迭代器， 另外 也可以用 mp.count(__key) != 0 来判断

3.如果你想知道map里全部的元素，那么最正确的做法使用迭代器了，如果你还不会，请查阅之前文章中的迭代器。

for(iter=mp.begin();iter!=mp.end();iter++)
        cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;

其中 mp.begin() 返回指向 map 头部的迭代器
当然，如果使用 C++11 （及以上）你还可以使用 C++11 的新特性 ，如下

  for(auto &i : mp) {
      printf("Key : %d, Value : %d
", i.first, i.second);
  }

iter->first 是 key 索引，例如 Tom，而 iter->second 是 value。

如果你想删除 Tom 这个元素，则可以利用 find 函数找到 Tom ，然后再 erase 如下

map<string, int> :: iterator it;
it = mp.find("Tom");
mp.erase(it)

如果你想清空所有的元素，可以直接 mp.clear()

• 其他

我们刚才介绍了最常用的，下面是其他比较常用的：

• count() 返回指定元素出现的次数 ，例如 mp.count()

• swap() 可以交换两个 map ，例如 swap(m1,m2)

• size() 返回 map 中元素的个数

• empty() 如果 map 为空则返回 true，例如 mp.empty()。

map 常数靠得住吗？

一般情况下是可以的。无论查询，插入，删除的复杂度都是 (O(log N))，遍历是 (O(N))。

不过有的时候不会满足啊！我只想查询元素，插入元素，但是时间不够咋办？请往下看！

• 由于 NOIP 不资瓷吸氧（开启 O2 优化），所以 NOIP 要注意是否会被卡

更快：基于 Hash 实现的 map！

这个 map 的名字就是 unordered_map 了，它的查询，插入，删除的复杂度几乎是 (O(1)) 级别（不过最坏会达到 (O(N))）的！所有的操作几乎和 map一样（注意 unordered_map 用迭代器遍历是无序的）。

不过它的遍历速度会很慢，而且空间占用的会更大。