C++之标准库map

• std::map是一个包含了key-value键值对映射的排序分配容器。利用比较函数对key进行排序。搜索，删除和插入操作具有对数复杂性。 Maps通常实现为红黑树。标准库的每个地方都使用比较要求，唯一性通过使用等价关系来确定。

1、成员函数

• map::map：构造函数，用来构造映射；
• map::~map：析构函数，在对象撤销回收时调用；
• map::operator=：分配值到容器中；
• map::get_allocator：返回相关的分配值。

2、元素访问

• map::at：使用边界检查访问指定的元素；
• map::operator[]：接入或插入指定的元素。

3、迭代器Iterators（C++ 11）

• map::begin/cbegin：返回一个迭代器给开始beginning.
• map::end/cend：返回一个迭代器给末尾end.
• map::rbegin/:crbegin：返回一个反向迭代器给开始beginning.
• map::rend/crend：返回一个反向迭代器给末尾end.

4、容量Capacity

• map::empty：检查容器是否为空。
• map::size：返回元素的数量。
• map::max_size：返回最大的可能元素数量。

5、修改函数（C++ 11和C++ 17）

• map::clear：清楚元素内容。
• map::insert：插入元素或节点。
• map::insert_or_assign：插入一个元素，当key存在时，就分配给当前的元素。
• map::emplace： 就地构造元素。
• map::emplace_hint：使用提示就地构造元素。
• map::try_emplace：如果key不存在，则就地插入元素；如果key存在，则不进行任何操作。
• map::erase：擦除元素。
• map::swap：交换内容。
• map::extract：从容器中抽取节点。
• map:merge：从另一个容器中拼接节点。

6、查找表Lookup

• map::count：返回匹配具体key的元素数量。
• map::find：查找具体key的元素。
• map::contains：检查容器是否包含具体key的元素。
• map::equal_range：返回匹配具体key的元素范围。
• map::lower_bound：将迭代器返回给第一个不小于给定键的元素。
• map::upper_bound：将迭代器返回给第一个大于给定键的元素

7、观察Observers

• map::key_comp：返回比较key的函数。
• map::value_comp：返回比较value_type类型的对象中的键的函数。

举例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <iomanip>
#include <map>

template<typename Map>
void print_map(Map& m) {
std::cout << '{';
for(auto& p: m)
std::cout << p.first << ':' << p.second << ' '; //first表示key, second表示value
std::cout << "}\n";
}

struct Point {double x,y;};
struct PointCmp {
bool operator()(const Point& lhs, const Point& rhs) const {
return lhs.x < rhs.x;
}
};

int main() {
// 默认构造函数
std::map<std::string, int> map1;
map1["something"] = 69;
map1["anything"] = 199;
map1["that thing"] = 50;
std::cout << "map1 = ";
print_map(map1);

// 范围构造
std::map<std::string, int> iter(map1.find("something"), map1.end());
std::cout << "\niter = ";
print_map(iter);
std::cout << "map1 = ";
print_map(map1);

// 复制构造函数
std::map<std::string, int> copied(map1); //复制之后，原对象还存在数据
std::cout << "\ncopied = ";
print_map(copied);
std::cout << "map1 = ";
print_map(map1);

// 移动构造函数
std::map<std::string, int> moved(std::move(map1)); //移动之后，原对象数据消失
std::cout << "\nmoved = ";
print_map(moved);
std::cout << "map1 = ";
print_map(map1);

// 初始化构造列表
const std::map<std::string, int> init {
{"this", 100},
{"can", 100},
{"be", 100},
{"const", 100},
};
std::cout << "\ninit = ";
print_map(init);

// 自定义键类选项1
// 使用比较构造
std::map<Point, double, PointCmp> mag = {
{{5, -12}, 13},
{{3, 4}, 5},
{{-8, -15}, 17}
};

for(auto p : mag)
std::cout << "The magnitude of {" << p.first.x
<< ", " << p.first.y << ") is "
<< p.second << "\n";

// 自定义键类选项1
// 使用lambda比较
auto cmpLambda = [&mag](const Point &lhs, const Point &rhs) { return mag[lhs] < mag[rhs]; };
std::map<Point, double, decltype(cmpLambda)> magy(cmpLambda);

// 插入各种元素的各种方法~
magy.insert(std::pair<Point, double> ({5, -12}, 13));
magy.insert({{3, 4}, 5});
magy.insert({Point{-8.0, -15.0}, 17});

std::cout << "\n";
for(auto p : magy)
std::cout << "The magnitude of (" << p.first.x
<< ", " << p.first.y << ") is "
<< p.second << "\n";
}

输出为：

map1 = {anything:199 something:69 that thing:50 }
 
iter = {anything:199 something:69 that thing:50 }
map1 = {anything:199 something:69 that thing:50 }
 
copied = {anything:199 something:69 that thing:50 }
map1 = {anything:199 something:69 that thing:50 }
 
moved = {anything:199 something:69 that thing:50 }
map1 = {}
 
init = {be:100 can:100 const:100 this:100 }
The magnitude of (-8, -15) is 17
The magnitude of (3, 4) is 5
The magnitude of (5, -12) is 13
 
The magnitude of (3, 4) is 5
The magnitude of (5, -12) is 13
The magnitude of (-8, -15) is 17