STL之map容器代码详解

基础概念

在这里插入图片描述
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。

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