C++ STL——map和multimap

一 map和multimap

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一 map和multimap

map相对于set的区别：map具有键值和实值，所有元素根据键值自动排序。pair的第一元素被称为键值，第二元素被称为实值。map也是以红黑树为底层实现机制。

我们不能通过map的迭代器来修改map的键值，因为键值关系关系到容器内元素的排列规则，任意改变键值会破坏容器的排列规则，但是你可以改变实值。

map和multimap的区别在于，map不允许相同key值存在，multimap则允许相同的key值存在。

构造函数

map<T1 T2> mp;      // 默认构造函数
map(const map &mp); // 拷贝构造函数

赋值操作

map &operator-(const map &mp);  // 重载等号运算符
swap(mp);                       // 交换两个集合容器

大小操作

size();     // 返回容器中元素的数目
empty();    // 判断容器是否为空

插入数据元素操作

map<int, string> mp;

// 第一种，通过pair的方式插入对象
mp.insert(pair<int, string>(3, "小张"));

// 第二种，通过pair的方式插入对象
mp.insert(make_pair(-1, "小张"));

// 第三种，通过value_type的方式插入对象
mp.insert(map<int, string>::value_type(1, "小李"));

// 第四重，通过数组的方式插入
mp[3] = "小刘";
mp[5] = "小王";

（1）前面三种方法，采用的是insert()方法，该方法的返回值为pair<iterator, bool>

（2）第四种方法非常直观，但存在一个性能的问题。插入3时，先在mp中查找主键为3的项，若没有发现，则将一个键为3，值为初始化值的对组插入到mp中，然后再将值修改为"小刘"。若发现已存在3这个键，则修改这个键对应的value。

（3）string strName = mp[2];只有当mp存在2这个键时才是正确的取值操作，否在会自动插入一个实例，键为2，值为初始化值。

删除操作

clear();            // 删除所有元素
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(keyElem);     // 删除容器中key为keyElem的对组

查找操作

find(key);              // 查找键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mp.end()
count(keyElem);         // 返回容器中key为keyElem的对组个数。对map来说，要么是0，要么是1。对于multimap来说，值可能大于1
lower_bound(keyElem);   // 返回第一个key <= keyElem元素的迭代器
upper_bound(keyElem);   // 返回第一个key > keyElem元素的迭代器
equal_range(keyElem);   // 返回容器中key与keyElem相等的上下限的两个迭代器

这是map的应用案例。

// 初始化和插入数据
void Test1()
{
    // 第一个为key的类型，第二个为value的类型
    map<int, string> mp;

    // 插入数据
    typedef pair<int, string> itemType;

    itemType i1;
    i1.first = 1;
    i1.second = "ZHAO";
    mp.insert(i1);

    // 判断是否插入成功
    pair<map<int, string>::iterator, bool> r1 = mp.insert(itemType(2, "QIAN"));
    if (r1.second)
    {
        cout << "插入成功！" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "插入失败！" << endl;
    }

    // key如果相等，则插入失败
    pair<map<int, string>::iterator, bool> r2 = mp.insert(itemType(2, "KKK"));
    if (r2.second)
    {
        cout << "插入成功！" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "插入失败！" << endl;
    }

    mp.insert(make_pair(3, "SUN"));
    mp.insert(map<int, string>::value_type(4, "LI"));

    // 与使用insert()不同的时，使用数组的方式，即使插入相同的key值元素
    // 也不会报插入失败的错误。而是会把key对应的value值给更新成新的value值
    mp[5] = "ZHOU";
    mp[5] = "WU";
    // 总结：使用数组的插入方式。如果key不存在，则插入新的键值对；如果key存在，则将旧的value修改成新的value

    // 注意：map存储的是pair
    decltype(mp.begin()) it;
    for (it = mp.begin(); it != mp.end(); ++it)
    {
        cout << it->first << " : " << it->second << endl << endl;
    }

    // 如果尝试打印不存在的key，则value会输出value类型的默认值
    // 对于string类型，其默认值为空字符串，所以value输出值为空
    // 并且新的键值对“-1 : 空”会被插入到map中！！！
    cout << "mp[-1] = " << mp[-1] << endl;

    for (it = mp.begin(); it != mp.end(); ++it)
    {
        cout << it->first << " : " << it->second << endl;
    }

}

下面是一个multimap的综合应用案例。

#define SALE_DEPARTMENT 1
#define DEVELOP_DEPARTMENT 2
#define FINACIAL_DEPARTMENT 3

class Worker
{
public:
    string mName;
    string mTel;
    int mAge;
    int mSalary;
};

void CreateWorker(vector<Worker> &worker)
{
    string seedName = "ABCDE";
    for (int i = 0; i < 5; ++i)
    {
        Worker w;
        w.mName = "员工";
        w.mName += seedName[i];
        w.mAge = 20 + rand() % 10;
        w.mTel = "010-88888888";
        w.mSalary = rand() % 1000 + 10000;

        worker.push_back(w);
    }
}

void WorkerByGroup(vector<Worker> &worker, multimap<int, Worker> &workerGroup)
{
    // 随机分配到不同部门
    for (vector<Worker>::iterator it = worker.begin(); it != worker.end(); ++it)
    {
        int departID = rand() % 3 + 1;
        switch (departID)
        {
        case SALE_DEPARTMENT:
            workerGroup.insert(make_pair(SALE_DEPARTMENT, *it));
            break;
        case DEVELOP_DEPARTMENT:
            workerGroup.insert(make_pair(DEVELOP_DEPARTMENT, *it));
            break;
        case FINACIAL_DEPARTMENT:
            workerGroup.insert(make_pair(FINACIAL_DEPARTMENT, *it));
            break;
        default:
            break;
        }
    }
}

void PrintWorkerByGroup(multimap<int, Worker> &workerGroup)
{
    // 打印所有员工信息
    cout << "所有员工信息：" << endl;
    multimap<int, Worker>::iterator it;
    for (it = workerGroup.begin(); it != workerGroup.end(); ++it)
    {
        cout << "Name = " << it->second.mName << endl;
        cout << "Age = " << it->second.mAge << endl;
        cout << "Tel = " << it->second.mTel << endl;
        cout << "Salary = " << it->second.mSalary << endl;
        switch (it->first)
        {
        case SALE_DEPARTMENT:
            cout << "Department = SALE_DEPARTMENT" << endl;
            break;
        case DEVELOP_DEPARTMENT:
            cout << "Department = DEVELOP_DEPARTMENT" << endl;
            break;
        case FINACIAL_DEPARTMENT:
            cout << "Department = FINACIAL_DEPARTMENT" << endl;
            break;
        default:
            break;
        }
        cout << endl;
    }

    // 打印销售部门信息
    cout << "销售部门信息：" << endl;
    multimap<int, Worker>::iterator ret = workerGroup.find(SALE_DEPARTMENT);
    int departCount = workerGroup.count(SALE_DEPARTMENT);
    int num = 0;
    for (it = ret; it != workerGroup.end() && num < departCount; ++it, ++num)
    {
        cout << (it->second).mName << endl;
    }
}

map和set一样，当你使用map来存储自定义类型时，需要使用仿函数来指定自定义类型的排序规则。

class MyKey
{
public:
    MyKey(int index, int id) : mIndex(index), mID(id) {}
public:
    int mIndex;
    int mID;
};

class mycmp
{
public:
    bool operator()(const MyKey &k1, const MyKey &k2)
    {
        return k1.mIndex > k2.mIndex;
    }
};
int main(int argc, char **argv)
{
    // 以下的写法无法通过编译
    // map<MyKey, int> mp;
    // mp.insert(make_pair(MyKey(1, 2), 10));
    // mp.insert(make_pair(MyKey(4, 5), 20));

    map<MyKey, int, mycmp> mp;
    mp.insert(make_pair(MyKey(1, 2), 10));
    mp.insert(make_pair(MyKey(4, 5), 20));
    for (map<MyKey, int, mycmp>::iterator it = mp.begin(); it != mp.end(); ++it)
    {
        cout << "Index = " << it->first.mIndex << endl;
        cout << "ID = " << it->first.mID << endl;
        cout << "second = " << it->second << endl;
        cout << endl;
    }


    getchar();
    return 0;
}

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