Map容器

Posted 2021-03-02 alexkk

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• map容器
  • map容器的类型
  • 头文件
  • map的创建和初始化
    • 1 创建
    • 2 初始化
  • 3 Insert插入元素
  • 4 emplace构造元素
    • 4.1emplace
    • 4.2 emplace_hint
  • 5 map元素访问
  • 6 erase/clear 删除元素
• Pair
• Tuple

map容器

是关联容器的一种，由键值对象组成，即 map 容器的元素是 pair<const K，T> 类型的对象

map容器的类型

1. map<K，T>容器，保存的是 pair<const K，T> 类型的元素。pair<const K,T> 封装了一对键对象，键的类型是 K，对象的类型是 T。每个键都是唯一的，所以不允许有重复的键；但可以保存重复的对象，只要它们的键不同。map 容器中的元素都是有序的，元素在容器内的顺序是通过比较键确定的。默认使用 less 对象比较。

2. multimap<K，T> 容器和 map<K，T> 容器类似，也会对元素排序。它的键必须是可比较的，元素的顺序是通过比较键确定的。和 map<K，T> 不同的是，multimap<K，T> 允许使用重复的键。因此，一个 multimap 容器可以保存多个具有相同键值的 <const K,T> 元素。

3. unordered_map<K，T> 中 pair< const K，T>元素的顺序并不是直接由键值确定的，而是由键值的哈希值决定的。哈希值是由一个叫作哈希的过程生成的整数，本章后面会解释这一点。unordered_map<K，T>不允许有重复的键。

4. unordered_multimap<K,T> 也可以通过键值生成的哈希值来确定对象的位置，但它允许有重复的键。

区别

• multi前缀表明键不必唯一，但如果没有这个前缀，键必须唯一。
• unordered_prefix 前缀表明容器中元素的位置是通过其键值所产生的哈希值来决定的，而不是通过比较键值决定的。如果没有该前缀，那么元素的位置就由比较键值决定。

头文件

#include<map>
#include<unorderd_map>

map的创建和初始化

1 创建

//map<K,T>
map<string, size_t> people;

map默认构造函数有四个参数，但常常只初始化前两个参数，用于构造pair对象，因为map容器里面的对象都是pair<string,size_t>，string 说明了键的类型，size_t说明了值的类型，可以通关first和second访问第一个值和第二个值

2 初始化

2.1 初始化列表，隐式的转化为pair对象

map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};

2.2 make_pair显示的构造pair对象初始化

map<string,size_t> people{make_pair("Ann",25),make_pair("Bill", 46),make_pair("Jack", 32),make_pair("Jill", 32)};

2.3 容器拷贝

map<string,size_t> peopelCopy {people};
//类型必须一致

2.4 迭代器初始化

map<string,size_t>peopleCopy2{people.begin(),people.end()}

代码实例

int main()
{
    map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};
    map<string, size_t> peopleCopy{people.begin(), people.end()};
    for(auto &i:peopleCopy)
    {
        cout << i.first << " "<<i.second<<endl;
    }
    return 0;
}

3 Insert插入元素

3.1 初始化列表插入

由于map默认是按照less从小到大排序的，因此插入不指定插入位置。

map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};
people.insert({"Hon",3});

3.2 make_pair构造pair对象插入

map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};
auto pr = make_pair("Hon",3);
auto ret_pr = people.insert(pr);

说明：

1 make_pair返回值是一个pair对象

2 insert的返回值仍然是一个pair对象， pair 的成员变量 first 是一个指向插入元素或阻止插入的元素的迭代器；成员变量 second 是个布尔值，如果元素插入成功，second 就为 true。

cout<<ret_pr.first->first<<" "<<ret_pr.first->second<<endl;
cout<<ret_pr.second<<endl;
//Hon 3
//True

3.3 直接使用pair对象插入，右值移动

people.insert(pair<string,size_t>{"Hon", 3});

4 emplace构造元素

4.1emplace

emplace和insert的区别在于 emplace可以在适当的位置直接构造新元素，从而避免复制和移动操作,返回值同insert。

map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};
auto ret_pr = people.emplace("Kiss",9);

4.2 emplace_hint

emplace_hint() 调用使用一个迭代器作为指示符，指向先前 emplace() 调用返回的 pair 对象。如果容器使用这个提示符，那么新元素会在这个指示符表示的位置之前生成，并尽可能靠近这个位置。提示符后面的参数用来构造新元素。需要注意的是，它和 emplace() 的返回值是不一样的。emplace_hint() 的返回值不是一个 pair 对象，如果新元素被插入，它返回的是指向新元素的迭代器；如果没有插入，返回的是和这个键匹配的现有元素的迭代器，拥有相同的 key 值，如果不是现有元素的话。没有提示可以直接判断是否生成了新元素。唯一的方法是，用 size() 成员函数来获取 map 中对应元素的数量来检查 map 元素增加的数量

auto pr = people.emplace("Kiss",9);
auto iter = people.emplace_hint (pr.first,"Gine", 62);

5 map元素访问

5.1 迭代器

map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};
auto it = people.begin();
while (it != people.end())
{
    cout << (*it).first << " " << (*it).second << endl;
    it++;
}

5.2 at(key)

由于at()一般会检查边界，因此要对key做异常处理

map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};
string key;
try
{
    key = "Anni";
    cout << people.at(key) << endl;
    key = "Ai";
    cout << people.at(key) << endl;
}
catch (const out_of_range &e)
{
    cerr << e.what() << endl;
}
-------------------------------------
12
invalid map<K,T> key

5.3 [key]

下标运算符返回一个和 键关联的对象的引用，如果key指定的对象不存在，创建一个pair对象，值为0

cout<<people["Anni"]<<endl;
cout<<people["Ai"]<<endl;
---------------------------
12
0

由于[key]返回的是引用，因此可以通过=修改key对应的值

people["Ai"]=2;
cout<<people["Ai"]<<endl;
-----------------------
2

6 erase/clear 删除元素

6.1 erase(key)

键作为参数传递，erase 返回值是删除元素的个数，如果没有对应key返回0,否则返回1

map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};
string key{"Anni"};
if(people.erase(key))
	cout<<"erase success"<<endl;
else
	cout<<key<<"was not found"<<endl;
auto it = people.begin();
while (it != people.end())
{
    cout << (*it).first << " " << (*it).second << endl;
    it++;
}
-----------------------
erase success
Joe 20
Bob 10

6.2 erase(iteration)

迭代器作为参数，返回值为迭代器，返回的迭代器指向被删除元素的下一个位置(注意是排好序的），

如果删除元素是最后一个元素，返回的迭代器指向最后一个元素。

map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};
auto it = people.begin();
auto pr = people.erase(it);
cout << (*pr).first <<" " << (*pr).second<< endl;
-----------------------------------------
Bob 10 //注意排序

还可以删除迭代器指定范围内的元素 erase(start_iter,end_iter);

6.3 clear()

删除所有元素

map<string,size_t> people{{"Anni",12},{"Joe",20},{"Bob",10}};
cout<<people.size()<<endl;
people.clear()
cout<<people.size()<<endl;
--------------------------
3
0

Pair

头文件：pair是包含在头文件utility中的，map头文件又包含了utility

#inclue<utility>
或者
#include<map>

part<T1,T2> ,T1,T2可以是任意类型

pair<int,int> p1{10,6}
pair<string,int> p2{"anni",5}
pait<TreeNode,bool> p3{root,false}
...

make_pair

auto mypair = make_pair("hello","boy");
auto youPair = make_pair<string,sting>("test","that");
.....

Tuple

tuple是pair的泛化，不仅包含两个类型的对象，当要把多个对象作为一个对象传递给函数时，tuple很有用：生成一个tuple对象使用：make_tuple

#include<tuple>
auto my_tuple = make_tuple("name",42,"address",667,..);