[数据结构与算法]c++ STL中的map

1、map容器

map是C++ STL的一个关联容器，它提供一对一的数据处理能力。其中，各个键值对的键和值可以是任意数据类型，包括 C++ 基本数据类型（int、double 等）、使用结构体或类自定义的类型。

第一个可以称为关键字(key)；
第二个可能称为该关键字的值(value)；

该容器存储的都是 pair<const K, T> 类型（其中 K 和 T 分别表示键和值的数据类型）的键值对元素。
使用 map 容器存储的各个键值对，键的值既不能重复也不能被修改。换句话说，map 容器中存储的各个键值对不仅键的值独一无二，键的类型也会用 const 修饰，这意味着只要键值对被存储到 map 容器中，其键的值将不能再做任何修改。

2、map容器原理

map容器的实现是自建了一颗红黑树，这颗树具有对数据自动排序的功能，在map内部所有的数据都是有序的

3、map容器函数接口

begin()?????????返回指向map头部的迭代器

?????clear(）????????删除所有元素

?????count()?????????返回指定元素出现的次数

?????empty()?????????如果map为空则返回true

?????end()???????????返回指向map末尾的迭代器

?????equal_range()???返回特殊条目的迭代器对

?????erase()?????????删除一个元素

?????find()??????????查找一个元素

?????get_allocator()?返回map的配置器

?????insert()????????插入元素

?????key_comp()??????返回比较元素key的函数

?????lower_bound()???返回键值>=给定元素的第一个位置

?????max_size()??????返回可以容纳的最大元素个数

?????rbegin()????????返回一个指向map尾部的逆向迭代器

?????rend()??????????返回一个指向map头部的逆向迭代器

?????size()??????????返回map中元素的个数

?????swap()???????????交换两个map

?????upper_bound()????返回键值>给定元素的第一个位置

?????value_comp()?????返回比较元素value的函数

#include<map>

map<key, value> m;//创建一个名为m的空map对象，其键和值的类型分别为key和value。

map<key, value> m(m2);//创建m2的副本m，m与m2必须有相同的键类型和值类型。

map<key, value> m(b,e);//创建map类型的对象m，存储迭代器b和e标记的范围内所有元素的副本，元素的类型必须能转换为pair

//查

m.count(k);// 返回m中键值等于k的元素的个数。

m.find(k);// 如果m中存在按k索引的元素，则返回指向该元素的迭代器。如果不存在，则返回结束游标end()。

//删

//迭代器刪除

iter = m.find("123");

m.erase(iter);

//用关键字刪除

int n = m.erase("123"); //如果刪除了會返回1，否則返回0

//用迭代器范围刪除 : 把整个map清空

m.erase(m.begin(), m.end());

//等同于m.clear()

m.erase(k); // 删除m中键为k的元素，返回size_type类型的值，表示删除元素的个数。

m.erase(p);? // 从m中删除迭代器p所指向的元素，p必须指向m中确实存在的元素，而且不能等于m.end()，返回void类型。

m.erase(iterator first, iterator last);? // 删除一个范围，返回void类型。

//插入

// 第一种 用insert函數插入pair

m.insert(pair<int, string>(000, "student_zero"));

// 第二种 用insert函数插入value_type数据

m.insert(map<int, string>::value_type(001, "student_one"));

// 第三种 用"array"方式插入

m[123] = "student_first";

m[456] = "student_second";

m.insert(e) ;

e是一个用在m上的value_type类型的值。如果键e.first不在m中，则插入一个值为e.second的新元素；如果该键在m中已存在，那么不进行任何操作。该函数返回一个pair类型对象，包含指向键为e.first的元素的map迭代器，以及一个bool类型的对象，表示是否插入了该元素。

m.insert(beg, end);

beg和end是标记元素范围的迭代器，对于该范围内的所有元素，如果它的键在m中不存在，则将该键及其关联的值插入到m。 返回void类型。

m.insert(iter, e);

e是value_type类型的值，如果e.first不在m中，则创建新元素，并以迭代器iter为起点搜索新元素存储的位置，返回一个迭代器，指向m中具有给定键的元素。 在添加新的map元素时，使用insert成员可避免使用下标操作符带来的副作用：不必要的初始化。

//在往map里面插入了数据，我们怎么知道当前已经插入了多少数据呢，可以用size函数，用法如下：int nSize = mapStudent.size();

pair<map<int,?string>::iterator,?bool>?Insert_Pair;

Insert_Pair?=?mapStudent.insert(map<int,?string>::value_type?(1, "student_one"));

我们通过pair的第二个变量来知道是否插入成功，它的第一个变量返回的是一个map的迭代器，如果插入成功的话Insert_Pair.second应该是true的，否则为false。

4、使用示例

（1）插入

• insert 函数插入 pair 数据

std::map < int , std::string > mapPerson;
mapPerson.insert(pair < int,string > (1,"Jim"));

• insert 函数插入 value_type 数据

mapPerson.insert(std::map < int, std::string > ::value_type (2, "Tom"));

• 用数组方式插入数据

mapPerson[3] = "Jerry";

（2）遍历

• 前向迭代器

	std::map < int ,std::string > ::iterator it;
    std::map < int ,std::string > ::iterator itEnd;
    it = mapPerson.begin();
    itEnd = mapPerson.end();
    while (it != itEnd) 
    {
		cout<<it->first<<' '<<it->second<<endl;  
		it++;
	}

• 反向迭代器

std::map < int, string > ::reverse_iterator iter;  
for(iter = mapPerson.rbegin(); iter != mapPerson.rend(); iter++) 
	cout<<iter->first<<"  "<<iter->second<<endl; 

• 数组形式

mapPerson.insert(std::map<int, std::string>::value_type (1, "Tom"));
mapPerson[2] = "Jim";
mapPerson[3] = "Jerry";

int nSize = mapPerson.size();
for(int n = 1; n <= nSize; n++)
	qDebug()<<QString::fromStdString(mapPerson[n]);

（3）查找

三种数据查找方法

第一种：用count函数来判定关键字是否出现，其缺点是无法定位数据出现位置,由于map的特性，一对一的映射关系，就决定了count函数的返回值只有两个，要么是0，要么是1，出现的情况，当然是返回1了

第二种：用find函数来定位数据出现位置，它返回的一个迭代器，当数据出现时，它返回数据所在位置的迭代器，如果map中没有要查找的数据，它返回的迭代器等于end函数返回的迭代器。

查找map中是否包含某个关键字条目用find()方法，传入的参数是要查找的key，在这里需要提到的是begin()和end()两个成员，

分别代表map对象中第一个条目和最后一个条目，这两个数据的类型是iterator.

通过map对象的方法获取的iterator数据类型是一个std::pair对象，包括两个数据 iterator->first和 iterator->second分别代表关键字和存储的数据。

map<int ,string > ::iterator l_it;; 
   l_it = maplive.find(112);
   if(l_it == maplive.end())
                cout<<"we do not find 112"<<endl;
   else cout<<"wo find 112"<<endl;

第三种：这个方法用来判定数据是否出现，是显得笨了点，

lower_bound函数用法，这个函数用来返回要查找关键字的下界(是一个迭代器)

upper_bound函数用法，这个函数用来返回要查找关键字的上界(是一个迭代器)

例如：map中已经插入了1，2，3，4的话，如果lower_bound(2)的话，返回的2，

而upper-bound（2）的话，返回的就是3

Equal_range函数返回一个pair，pair里面第一个变量是Lower_bound返回的迭代器，pair里面第二个迭代器是Upper_bound返回的迭代器，如果这两个迭代器相等的话，则说明map中不出现这个关键字，

#include <map>
#include <string> 
#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
    map<int, string> mapStudent;
    mapStudent[1] = "student_one";
    mapStudent[3] = "student_three";
    mapStudent[5] = "student_five";
 
    map<int, string>::iterator iter;
    iter = mapStudent.lower_bound(1);
    //返回的是下界1的迭代器
        cout<<iter->second<<endl;
 
    iter = mapStudent.lower_bound(2);
    //返回的是下界3的迭代器
        cout<<iter->second<<endl;

    iter = mapStudent.lower_bound(3);
    //返回的是下界3的迭代器
        cout<<iter->second<<endl;
 
    iter = mapStudent.upper_bound(2);
    //返回的是上界3的迭代器
        cout<<iter->second<<endl;
 
    iter = mapStudent.upper_bound(3);
    //返回的是上界5的迭代器
        cout<<iter->second<<endl;
 
    pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mappair;
    mappair = mapStudent.equal_range(2);

    if(mappair.first == mappair.second)
        cout<<"Do not Find"<<endl;
    else
        cout<<"Find"<<endl;
 
    mappair = mapStudent.equal_range(3);
    if(mappair.first == mappair.second)
        cout<<"Do not Find"<<endl;
    else
        cout<<"Find"<<endl;
 
    return 0;
}

（4）删除

iterator erase（iterator it)	;//通过一个条目对象删除
iterator erase（iterator first，iterator last）；	//删除一个范围
size_type erase(const Key&key);	//通过关键字删除
clear()；//就相当于enumMap.erase(enumMap.begin(),enumMap.end());

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