STL之map容器代码详解

基础概念

简介：

• map中所有元素都是pair。
• pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）。
• 所有元素都会根据元素的键值自动排序。

本质：

map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

优点：

可以根据key值快速找到value值。

map和multimap区别：

map不允许容器中有重复key值元素；

multimap允许容器中有重复key值元素。

代码示例

Talk is cheap, show me the code.

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>void printMap(const map<int, int>& mm)
{for (map<int, int>::const_iterator it = mm.begin(); it != mm.end(); it++){cout << "Key is: " << (*it).first << "Value is: " << (*it).second << endl;}
}/*
构造：
map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:
map(const map &mp); //拷贝构造函数
赋值：
map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符
*/void test01()
{map<int, int> mp;mp.insert(pair<int, int>(1, 10));mp.insert(pair<int, int>(2, 20));mp.insert(pair<int, int>(3, 30));mp.insert(pair<int, int>(4, 40));printMap(mp);map<int, int> mp2(mp);printMap(mp2);map<int, int> mp3;mp3 = mp2;printMap(mp3);
}/*
大小和交换函数原型：
size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(st); //交换两个集合容器
*/void test02()
{map<int, int> mp;mp.insert(pair<int, int>(1, 10));mp.insert(pair<int, int>(2, 20));mp.insert(pair<int, int>(3, 30));mp.insert(pair<int, int>(4, 40));printMap(mp);if (mp.empty()){cout << "Empty!" << endl;}else{cout << mp.size() << endl;}map<int, int> mp2;mp2.insert(pair<int, int>(5, 50));cout << "Swap Before: " << endl;printMap(mp);printMap(mp2);cout << "Swap After: " << endl;mp.swap(mp2);printMap(mp);printMap(mp2);
}/*
插入和删除函数原型：
insert(elem); //在容器中插入元素。
clear(); //清除所有元素
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
erase(key); //删除容器中值为key的元素。
*/void test03()
{map<int, int> mp;mp.insert(pair<int, int>(1, 10));mp.insert(pair<int, int>(2, 20));mp.insert(pair<int, int>(3, 30));mp.insert(pair<int, int>(4, 40));printMap(mp);map<int, int>::iterator it = mp.begin();mp.erase(it);printMap(mp);mp.erase(3);printMap(mp);mp.erase(mp.begin(), mp.end());printMap(mp);
}/*
map查找和统计函数原型：
find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
count(key); //统计key的元素个数
*/void test04()
{map<int, int> mp;mp.insert(pair<int, int>(1, 10));mp.insert(pair<int, int>(2, 20));mp.insert(pair<int, int>(3, 30));mp.insert(pair<int, int>(4, 40));printMap(mp);if (mp.find(3)!=mp.end()){cout << "Exists: " << (*mp.find(3)).second << endl;}else{cout << "Not Exists" << endl;}int num = mp.count(3);cout << num << endl;
}/*
map容器排序:
利用仿函数，可以改变排序规则
*/
class myCompare
{
public:bool operator()(int val1,int val2)const //这里需要加const{return val1 > val2;}
};void test05()
{map<int, int,myCompare> mp;mp.insert(pair<int, int>(1, 10));mp.insert(pair<int, int>(2, 20));mp.insert(pair<int, int>(3, 30));mp.insert(pair<int, int>(4, 40));for (map<int, int,myCompare>::const_iterator it = mp.begin(); it != mp.end(); it++){cout << "Key is: " << (*it).first << "Value is: " << (*it).second << endl;}}int main()
{test01();test02();test03();test04();test05();system("pause");return 0;
}

应用场景

C++的STL（标准模板库）中的map容器是一个关联容器，它提供了键值对的存储和检索功能，其中每个键都是唯一的。map基于红黑树实现，因此它在查找、插入和删除操作上具有较好的性能。以下是map容器在实际项目中的一些常见应用场景的例子：

1. 字典/词典：
   map常用于实现字典或词典的功能，其中键表示单词，值表示对应的释义、定义或其他相关信息。这在文本处理、自然语言处理等应用中很常见。

   #include <iostream>
   #include <map>
   #include <string>int main() {std::map<std::string, std::string> dictionary;// 添加词条dictionary["apple"] = "a fruit";dictionary["book"] = "a set of written or printed pages, usually bound with a protective cover";dictionary["car"] = "a four-wheeled motor vehicle used for transportation";// 查找释义std::cout << "Meaning of 'book': " << dictionary["book"] << std::endl;return 0;
   }

2. 配置管理：
   在项目中，map可用于存储配置信息，其中键是配置项的名称，而值是对应的配置值。这样可以方便地进行配置管理和查找。

   #include <iostream>
   #include <map>
   #include <string>int main() {std::map<std::string, std::string> config;// 添加配置项config["username"] = "john_doe";config["password"] = "secretpassword";config["server_address"] = "127.0.0.1";// 获取配置项std::cout << "Username: " << config["username"] << std::endl;return 0;
   }

3. 计数器/统计：
   map可以用于实现计数器，其中键是要计数的项目，而值是计数值。这在数据分析、统计学等领域中非常有用。

   #include <iostream>
   #include <map>
   #include <vector>int main() {std::map<int, int> counter;std::vector<int> data = {1, 2, 3, 2, 1, 3, 4, 5, 1, 2, 4, 4, 5};// 统计每个元素出现的次数for (const auto& item : data) {counter[item]++;}// 输出统计结果for (const auto& pair : counter) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << " times" << std::endl;}return 0;
   }

这些例子只是map在实际项目中应用的冰山一角，map的灵活性和高效性使得它在许多场景下都是一个强大的工具。在实际项目中，根据需要选择合适的容器是很重要的，map通常在需要快速查找、插入和删除的情况下是一个不错的选择。

实际用例

假设我们有一个简单的任务，需要统计一段文本中每个单词出现的次数。我们可以使用map容器轻松完成这个任务。以下是一个简单的C++代码示例：

#include <iostream>
#include <map>
#include <sstream>
#include <string>int main() {// 输入文本std::string inputText = "This is a simple example. This example demonstrates the usage of map in a project.";// 使用istringstream分割单词std::istringstream iss(inputText);std::map<std::string, int> wordCount;std::string word;while (iss >> word) {// 将单词添加到map中，如果已存在则增加计数wordCount[word]++;}// 输出每个单词的出现次数std::cout << "Word frequencies:" << std::endl;for (const auto& pair : wordCount) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << " times" << std::endl;}return 0;
}

在这个示例中，我们使用map容器存储每个单词和其出现的次数。通过遍历文本并使用istringstream分割单词，我们可以很方便地统计每个单词的出现次数。map的优势在于它可以快速查找并更新每个单词的计数，而不需要复杂的手动管理数据结构。

这样的例子展示了在项目中使用map容器来解决实际问题时，它的简洁性和高效性。在更大规模的项目中，这种便捷的数据结构可以帮助提高代码的可读性和维护性。