STL中map用法详解

说明：如果你具备一定的C++ template知识，即使你没有接触过STL，这个文章你也应该可能较轻易的看懂。本人水平有限，不当之处，望大家辅正。
一．Map概述
Map是STL的一个关联容器，它提供一对一（其中第一个可以称为关键字，每个关键字只能在map中出现一次，第二个可能称为该关键字的值）的数据处理能力，由于这个特性，它完成有可能在我们处理一对一数据的时候，在编程上提供快速通道。这里说下map内部数据的组织，map内部自建一颗红黑树(一种非严格意义上的平衡二叉树)，这颗树具有对数据自动排序的功能，所以在map内部所有的数据都是有序的，后边我们会见识到有序的好处。
下面举例说明什么是一对一的数据映射。比如一个班级中，每个学生的学号跟他的姓名就存在着一一映射的关系，这个模型用map可能轻易描述，很明显学号用int描述，姓名用字符串描述(本篇文章中不用char *来描述字符串，而是采用STL中string来描述),下面给出map描述代码：
Map mapStudent;
1. map的构造函数
map共提供了6个构造函数，这块涉及到内存分配器这些东西，略过不表，在下面我们将接触到一些map的构造方法，这里要说下的就是，我们通常用如下方法构造一个map：
Map mapStudent;
2. 数据的插入
在构造map容器后，我们就可以往里面插入数据了。这里讲三种插入数据的方法：
第一种：用insert函数插入pair数据，下面举例说明(以下代码虽然是随手写的，应该可以在VC和GCC下编译通过，大家可以运行下看什么效果，在VC下请加入这条语句，屏蔽4786警告 ＃pragma warning (disable:4786) )
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
mapStudent.insert(pair (1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair (2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair (3, “student_three”));
map ::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout < first < <” ” < second <
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
mapStudent.insert(map ::value_type (1, “student_one”));
mapStudent.insert(map ::value_type (2, “student_two”));
mapStudent.insert(map ::value_type (3, “student_three”));
map ::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout < first < <” ” < second <
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
mapStudent[1] = “student_one”;
mapStudent[2] = “student_two”;
mapStudent[3] = “student_three”;
map ::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout < first < <” ” < second < ::value_type (1, “student_one”));
mapStudent.insert(map ::value_type (1, “student_two”));
上面这两条语句执行后，map中1这个关键字对应的值是“student_one”，第二条语句并没有生效，那么这就涉及到我们怎么知道insert语句是否插入成功的问题了，可以用pair来获得是否插入成功，程序如下
Pair ::iterator, bool> Insert_Pair;
Insert_Pair = mapStudent.insert(map ::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。
下面给出完成代码，演示插入成功与否问题
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
Pair ::iterator, bool> Insert_Pair;
Insert_Pair ＝ mapStudent.insert(pair (1, “student_one”));
If(Insert_Pair.second == true)
{
Cout < <”Insert Successfully” < (1, “student_two”));
If(Insert_Pair.second == true)
{
Cout < <”Insert Successfully” < ::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout < first < <” ” < second <
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
mapStudent[1] = “student_one”;
mapStudent[1] = “student_two”;
mapStudent[2] = “student_three”;
map ::iterator iter;
for(iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)
{
Cout < first < <” ” < second <
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
mapStudent.insert(pair (1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair (2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair (3, “student_three”));
map ::reverse_iterator iter;
for(iter = mapStudent.rbegin(); iter != mapStudent.rend(); iter++)
{
Cout < first < <” ” < second <
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
mapStudent.insert(pair (1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair (2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair (3, “student_three”));
int nSize = mapStudent.size()
for(int nIndex = 0; nIndex < nSize; nIndex++)
{
Cout <
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
mapStudent.insert(pair (1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair (2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair (3, “student_three”));
map ::iterator iter;
iter = mapStudent.find(1);
if(iter != mapStudent.end())
{
Cout < <”Find, the value is ” < second <
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
mapStudent[1] = “student_one”;
mapStudent[3] = “student_three”;
mapStudent[5] = “student_five”;
map ::iterator iter;
iter = mapStudent.lower_bound(2);
{
//返回的是下界3的迭代器
Cout < second < second < second < second < ::iterator, map ::iterator> mapPair;
mapPair = mapStudent.equal_range(2);
if(mapPair.first == mapPair.second)
{
cout < <”Do not Find” <
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Map mapStudent;
mapStudent.insert(pair (1, “student_one”));
mapStudent.insert(pair (2, “student_two”));
mapStudent.insert(pair (3, “student_three”));

//如果你要演示输出效果，请选择以下的一种，你看到的效果会比较好
//如果要删除1,用迭代器删除
map ::iterator iter;
iter = mapStudent.find(1);
mapStudent.erase(iter);

//如果要删除1，用关键字删除
Int n = mapStudent.erase(1);//如果删除了会返回1，否则返回0

//用迭代器，成片的删除
//一下代码把整个map清空
mapStudent.earse(mapStudent.begin(), mapStudent.end());
//成片删除要注意的是，也是STL的特性，删除区间是一个前闭后开的集合

//自个加上遍历代码，打印输出吧
}
8. 其他一些函数用法
这里有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函数，感觉到这些函数在编程用的不是很多，略过不表，有兴趣的话可以自个研究
9. 排序
这里要讲的是一点比较高深的用法了,排序问题，STL中默认是采用小于号来排序的，以上代码在排序上是不存在任何问题的，因为上面的关键字是int型，它本身支持小于号运算，在一些特殊情况，比如关键字是一个结构体，涉及到排序就会出现问题，因为它没有小于号操作，insert等函数在编译的时候过不去，下面给出两个方法解决这个问题
第一种：小于号重载，程序举例
#include
#include
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo; //学生信息

Int main()
{
//用学生信息映射分数
Map mapStudent;
StudentInfo studentInfo;
studentInfo.nID = 1;
studentInfo.strName = “student_one”;
mapStudent.insert(pair (studentInfo, 90));
studentInfo.nID = 2;
studentInfo.strName = “student_two”;
mapStudent.insert(pair (studentInfo, 80));
}
以上程序是无法编译通过的，只要重载小于号，就OK了，如下：
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
Bool operator < (tagStudentInfo const& _A) const
{
//这个函数指定排序策略，按nID排序，如果nID相等的话，按strName排序
If(nID < _A.nID) return true;
If(nID == _A.nID) return strName.compare(_A.strName) < 0;
Return false;
}
}StudentInfo, *PStudentInfo; //学生信息
第二种：仿函数的应用，这个时候结构体中没有直接的小于号重载，程序说明
#include
#include
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
Int nID;
String strName;
}StudentInfo, *PStudentInfo; //学生信息

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()
{
//用学生信息映射分数
Map mapStudent;
StudentInfo studentInfo;
studentInfo.nID = 1;
studentInfo.strName = “student_one”;
mapStudent.insert(pair (studentInfo, 90));
studentInfo.nID = 2;
studentInfo.strName = “student_two”;
mapStudent.insert(pair (studentInfo, 80));
}
10. 另外
由于STL是一个统一的整体，map的很多用法都和STL中其它的东西结合在一起，比如在排序上，这里默认用的是小于号，即less <>，如果要从大到小排序呢，这里涉及到的东西很多，在此无法一一加以说明。
还要说明的是，map中由于它内部有序，由红黑树保证，因此很多函数执行的时间复杂度都是log2N的，如果用map函数可以实现的功能，而STL Algorithm也可以完成该功能，建议用map自带函数，效率高一些。
下面说下，map在空间上的特性，否则，估计你用起来会有时候表现的比较郁闷，由于map的每个数据对应红黑树上的一个节点，这个节点在不保存你的数据时，是占用16个字节的，一个父节点指针，左右孩子指针，还有一个枚举值（标示红黑的，相当于平衡二叉树中的平衡因子），我想大家应该知道，这些地方很费内存了吧，不说了……