Map是STL的一個(gè)關(guān)聯(lián)容器，它提供一對一（其中第一個(gè)可以稱(chēng)為關(guān)鍵字，每個(gè)關(guān)鍵字只能在map中出現一次，第二個(gè)可能稱(chēng)為該關(guān)鍵字的值）的數據處理能力，由于這個(gè)特性，它完成有可能在我們處理一對一數據的時(shí)候，在編程上提供快速通道。這里說(shuō)下map內部數據的組織，map內部自建一顆紅黑樹(shù)(一種非嚴格意義上的平衡二叉樹(shù))，這顆樹(shù)具有對數據自動(dòng)排序的功能，所以在map內部所有的數據都是有序的，后邊我們會(huì )見(jiàn)識到有序的好處。
下面舉例說(shuō)明什么是一對一的數據映射。比如一個(gè)班級中，每個(gè)學(xué)生的學(xué)號跟他的姓名就存在著(zhù)一一映射的關(guān)系，這個(gè)模型用map可能輕易描述，很明顯學(xué)號用int描述，姓名用字符串描述(本篇文章中不用char *來(lái)描述字符串，而是采用STL中string來(lái)描述),下面給出map描述代碼：
Map<int, string> mapStudent;
1. map的構造函數
map共提供了6個(gè)構造函數，這塊涉及到內存分配器這些東西，略過(guò)不表，在下面我們將接觸到一些map的構造方法，這里要說(shuō)下的就是，我們通常用如下方法構造一個(gè)map：
Map<int, string> mapStudent;
2. 數據的插入
在構造map容器后，我們就可以往里面插入數據了。這里講三種插入數據的方法：
第一種：用insert函數插入pair數據，下面舉例說(shuō)明(以下代碼雖然是隨手寫(xiě)的，應該可以在VC和GCC下編譯通過(guò)，大家可以運行下看什么效果，在VC下請加入這條語(yǔ)句，屏蔽4786警告 ＃pragma warning (disable:4786) )
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
map<int, string>::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}
第二種：用insert函數插入value_type數據，下面舉例說(shuō)明
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (2, “student_two”));
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (3, “student_three”));
map<int, string>::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}
第三種：用數組方式插入數據，下面舉例說(shuō)明
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent[1] = “student_one”;
mapStudent[2] = “student_two”;
mapStudent[3] = “student_three”;
map<int, string>::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}
以上三種用法，雖然都可以實(shí)現數據的插入，但是它們是有區別的，當然了第一種和第二種在效果上是完成一樣的，用insert函數插入數據，在數據的插入上涉及到集合的唯一性這個(gè)概念，即當map中有這個(gè)關(guān)鍵字時(shí)，insert操作是插入數據不了的，但是用數組方式就不同了，它可以覆蓋以前該關(guān)鍵字對應的值，用程序說(shuō)明
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_two”));
上面這兩條語(yǔ)句執行后，map中1這個(gè)關(guān)鍵字對應的值是“student_one”，第二條語(yǔ)句并沒(méi)有生效，那么這就涉及到我們怎么知道insert語(yǔ)句是否插入成功的問(wèn)題了，可以用pair來(lái)獲得是否插入成功，程序如下
Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;
Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));
我們通過(guò)pair的第二個(gè)變量來(lái)知道是否插入成功，它的第一個(gè)變量返回的是一個(gè)map的迭代器，如果插入成功的話(huà)Insert_Pair.second應該是true的，否則為false。
下面給出完成代碼，演示插入成功與否問(wèn)題
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;
Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
If(Insert_Pair.second == true)
{
Cout<<”Insert Successfully”<<endl;
}
Else
{
Cout<<”Insert Failure”<<endl;
}
Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_two”));
If(Insert_Pair.second == true)
{
Cout<<”Insert Successfully”<<endl;
}
Else
{
Cout<<”Insert Failure”<<endl;
}
map<int, string>::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}
大家可以用如下程序，看下用數組插入在數據覆蓋上的效果
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent[1] = “student_one”;
mapStudent[1] = “student_two”;
mapStudent[2] = “student_three”;
map<int, string>::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}
3. map的大小
在往map里面插入了數據，我們怎么知道當前已經(jīng)插入了多少數據呢，可以用size函數，用法如下：
Int nSize = mapStudent.size();
4. 數據的遍歷
這里也提供三種方法，對map進(jìn)行遍歷
第一種：應用前向迭代器，上面舉例程序中到處都是了，略過(guò)不表
第二種：應用反相迭代器，下面舉例說(shuō)明，要體會(huì )效果，請自個(gè)動(dòng)手運行程序
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
map<int, string>::reverse_iterator iter;
for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)
{
Cout<<iter->first<<” ”<<iter->second<<end;
}
}
第三種：用數組方式，程序說(shuō)明如下
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
int nSize = mapStudent.size()
//此處有誤，應該是 for(int nIndex = 1; nIndex <= nSize; nIndex++)
//by rainfish
for(int nIndex = 0; nIndex < nSize; nIndex++)
{
Cout<<mapStudent[nIndex]<<end;
}
}
5. 數據的查找（包括判定這個(gè)關(guān)鍵字是否在map中出現）
在這里我們將體會(huì )，map在數據插入時(shí)保證有序的好處。
要判定一個(gè)數據（關(guān)鍵字）是否在map中出現的方法比較多，這里標題雖然是數據的查找，在這里將穿插著(zhù)大量的map基本用法。
這里給出三種數據查找方法
第一種：用count函數來(lái)判定關(guān)鍵字是否出現，其缺點(diǎn)是無(wú)法定位數據出現位置,由于map的特性，一對一的映射關(guān)系，就決定了count函數的返回值只有兩個(gè)，要么是0，要么是1，出現的情況，當然是返回1了
第二種：用find函數來(lái)定位數據出現位置，它返回的一個(gè)迭代器，當數據出現時(shí)，它返回數據所在位置的迭代器，如果map中沒(méi)有要查找的數據，它返回的迭代器等于end函數返回的迭代器，程序說(shuō)明
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
map<int, string>::iterator iter;
iter = mapStudent.find(1);
if(iter != mapStudent.end())
{
Cout<<”Find, the value is ”<<iter->second<<endl;
}
Else
{
Cout<<”Do not Find”<<endl;
}
}
第三種：這個(gè)方法用來(lái)判定數據是否出現，是顯得笨了點(diǎn)，但是，我打算在這里講解
Lower_bound函數用法，這個(gè)函數用來(lái)返回要查找關(guān)鍵字的下界(是一個(gè)迭代器)
Upper_bound函數用法，這個(gè)函數用來(lái)返回要查找關(guān)鍵字的上界(是一個(gè)迭代器)
例如：map中已經(jīng)插入了1，2，3，4的話(huà)，如果lower_bound(2)的話(huà)，返回的2，而upper-bound（2）的話(huà)，返回的就是3
Equal_range函數返回一個(gè)pair，pair里面第一個(gè)變量是Lower_bound返回的迭代器，pair里面第二個(gè)迭代器是Upper_bound返回的迭代器，如果這兩個(gè)迭代器相等的話(huà)，則說(shuō)明map中不出現這個(gè)關(guān)鍵字，程序說(shuō)明
#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(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;
}
}
6. 數據的清空與判空
清空map中的數據可以用clear()函數，判定map中是否有數據可以用empty()函數，它返回true則說(shuō)明是空map
7. 數據的刪除
這里要用到erase函數，它有三個(gè)重載了的函數，下面在例子中詳細說(shuō)明它們的用法
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
Using namespace std;
Int main()
{
Map<int, string> mapStudent;
mapStudent.insert(pair<int, string>(1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair<int, string>(3, “student_three”));
//如果你要演示輸出效果，請選擇以下的一種，你看到的效果會(huì )比較好
//如果要刪除1,用迭代器刪除
map<int, string>::iterator iter;
iter = mapStudent.find(1);
mapStudent.erase(iter);
//如果要刪除1，用關(guān)鍵字刪除
Int n = mapStudent.erase(1);//如果刪除了會(huì )返回1，否則返回0
//用迭代器，成片的刪除
//一下代碼把整個(gè)map清空
mapStudent.earse(mapStudent.begin(), mapStudent.end());
//成片刪除要注意的是，也是STL的特性，刪除區間是一個(gè)前閉后開(kāi)的集合
//自個(gè)加上遍歷代碼，打印輸出吧
}
8. 其他一些函數用法
這里有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函數，感覺(jué)到這些函數在編程用的不是很多，略過(guò)不表，有興趣的話(huà)可以自個(gè)研究
9. 排序
這里要講的是一點(diǎn)比較高深的用法了,排序問(wèn)題，STL中默認是采用小于號來(lái)排序的，以上代碼在排序上是不存在任何問(wèn)題的，因為上面的關(guān)鍵字是int型，它本身支持小于號運算，在一些特殊情況，比如關(guān)鍵字是一個(gè)結構體，涉及到排序就會(huì )出現問(wèn)題，因為它沒(méi)有小于號操作，insert等函數在編譯的時(shí)候過(guò)不去，下面給出兩個(gè)方法解決這個(gè)問(wèn)題
第一種：小于號重載，程序舉例
#include <map>
#include <string>
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo; //學(xué)生信息
Int main()
{
int nSize;
//用學(xué)生信息映射分數
map<StudentInfo, int>mapStudent;
map<StudentInfo, int>::iterator iter;
StudentInfo studentInfo;
studentInfo.nID = 1;
studentInfo.strName = “student_one”;
mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));
studentInfo.nID = 2;
studentInfo.strName = “student_two”;
mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));
for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
cout<<iter->first.nID<<endl<<iter->first.strName<<endl<<iter->second<<endl;
}
以上程序是無(wú)法編譯通過(guò)的，只要重載小于號，就OK了，如下：
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
Bool operator < (tagStudentInfo const& _A) const
{
//這個(gè)函數指定排序策略，按nID排序，如果nID相等的話(huà)，按strName排序
If(nID < _A.nID) return true;
If(nID == _A.nID) return strName.compare(_A.strName) < 0;
Return false;
}
}StudentInfo, *PStudentInfo; //學(xué)生信息
第二種：仿函數的應用，這個(gè)時(shí)候結構體中沒(méi)有直接的小于號重載，程序說(shuō)明
#include <map>
#include <string>
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo; //學(xué)生信息
Classs sort
{
Public:
Bool operator() (StudentInfo const &_A, StudentInfo const &_B) const
{
If(_A.nID < _B.nID) return true;
If(_A.nID == _B.nID) return _A.strName.compare(_B.strName) < 0;
Return false;
}
};
Int main()
{
//用學(xué)生信息映射分數
Map<StudentInfo, int, sort>mapStudent;
StudentInfo studentInfo;
studentInfo.nID = 1;
studentInfo.strName = “student_one”;
mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 90));
studentInfo.nID = 2;
studentInfo.strName = “student_two”;
mapStudent.insert(pair<StudentInfo, int>(studentInfo, 80));
}
10. 另外
由于STL是一個(gè)統一的整體，map的很多用法都和STL中其它的東西結合在一起，比如在排序上，這里默認用的是小于號，即less<>，如果要從大到小排序呢，這里涉及到的東西很多，在此無(wú)法一一加以說(shuō)明。
還要說(shuō)明的是，map中由于它內部有序，由紅黑樹(shù)保證，因此很多函數執行的時(shí)間復雜度都是log2N的，如果用map函數可以實(shí)現的功能，而STL Algorithm也可以完成該功能，建議用map自帶函數，效率高一些。
下面說(shuō)下，map在空間上的特性，否則，估計你用起來(lái)會(huì )有時(shí)候表現的比較郁悶，由于map的每個(gè)數據對應紅黑樹(shù)上的一個(gè)節點(diǎn)，這個(gè)節點(diǎn)在不保存你的數據時(shí)，是占用16個(gè)字節的，一個(gè)父節點(diǎn)指針，左右孩子指針，還有一個(gè)枚舉值（標示紅黑的，相當于平衡二叉樹(shù)中的平衡因子），我想大家應該知道，這些地方很費內存了吧，不說(shuō)了……
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