关联容器 map

古城微笑少年丶 2022-08-24 06:18 227阅读 0赞

要学习关联容器，就必须先知道什么是pair，pair是关联容器的某一对键值对的表示，也就是关联容器的value\_type对象。

关联容器和顺序容器的本质差别在于：关联容器通过键（key）存储和查找、读取元素，而顺序容器则通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。

关联容器通过支持键值对的存储，从而可以高效地查找和读取元素，基本的关联容器有四种类型。

map 关联数组：元素通过键来存储和读取；适用于需要存储每个键所关联的值的情况。

set 大小可变的集合，支持通过键实现快速读取；适用于有效地存储不同值的集合。

multimap 支持同一个键多次出现的map类型；应用于一个键必须对应多个实例的情况。

multiset 支持同一个键多次出现的set类型；应用于一个键必须对应多个实例的情况。

# 一 pair类型 #

Pair类型是一种与关联容器相关的简单的标准库类型，该类型在utility头文件中定义。

## 1.pair类型提供的操作 ##

pair<T1,T2> p1; 创建一个空的pair对象，它的两个元素分别是T1和T2类型；

pair<T1,T2> p1(v1,v2) 创建一个pair对象，它的两个元素分别是T1和T2类型，其中first成员初始化为v1，而second成员初始化为v2；

make\_pair(v1,v2) 以v1和v2值创建一个新的pair对象，其元素类型分别为v1和v2的类型;

p1<p2 两个pair对象之间的小于运算，其定义遵循字典次序：如果p1.first<p2.first或者！（p2.first<p1.first）&& p1.second<p2.second,则返回true

p1 == p2 如果两个pair对象的first和second成员一次相等，则这两个对象相等。

p.first 返回p中名为first的公有数据成员

p.second 返回p中名为second的公有数据成员

## 2.pair的创建和初始化 ##

pair<string ,string> anon;
    pair<string,int> word_count;
    pair<string,vector<int>> line;
    在定义时为每个成员提供初始化式：
    pair<string,string> author(“James” ,“Joyce” );
    pair类型的使用相当繁琐，因此，如果需要定义多个相同的pair类型对象，可以考虑利用typedef简化声明：
    typedef  pair<string ,string>  Author;
    Author proust(“Marcel” ,“Proust”);
    Author joyce(“James” ,“Joyce”);

## 3.pair对象的操作 ##

与其他标准库类型不同，对于pair类，可以直接访问其数据成员：其成员都是公有的，分别命名为first和second。应用示例：

string firstbook;
    if(author.first==“James” && author.second==“Joyce” )
    firstbook = “Stephen Hero”;

## 4.生成新的pair对象 ##

pair<string,string> nextAuthor;
    string first,last;
    while (cin>>first>>last)
    {
    nextAuthor = make_pair(first,last);
    }

# 关联容器 #

关联容器拥有顺序容器的大部分接口，没有的接口都是和顺序有关的接口(因关联容器内的元素在容器内无序)，关联容器没有front、back、push\_back、push\_front、pop\_back和pop\_front操作。

## map类型 ##

要使用map对象，则必须包含map头文件。在定义map对象时，必须分别指明键和值的类型：

map对象的定义

//定义一个名为 word\_count的map对象，由string类型的键索引，关联的值则为int型

map<string,int> word\_count;

## map构造函数 ##

map<k,v> m;//创建一个名为m的空map对象，其键和值的类型分别为k和v

map<k,v> m(m2);//创建m2的副本m,m与m2必须有相同的键类型和值类型

map<k,v> m(b,e);//创建map类型的对象m，存储迭代器b和e标注的范围内的所有元素副本。元素的类型必须能转换为pair<const k,v>

map类定义的类型：

map<K,V>::key\_type 用作索引的键类型

map<K,V>::mapped\_type 用作值的类型

map<K,V>::value\_type pair类型，表示容器的一个键值对

map容器支持下标索引操作，下标为键值，通过下标操作可以访问元素，修改元素值，增加元素(vector不行)。通过下标的操作返回值是mapped\_type类型，是一个引用类型值，所以通过它可以修改键值对中的元素值。

查看某元素是否在容器内可以使用find或者count来实现，注意的是find返回值是容器的迭代器，而count返回值是intint型变量。

set关联容器内只存储键值，set翻译过来是集合，它和数学中定义的集合差不多是一样的，无序、元素值不能重复。它和vector的不同点其中一处就是vector允许元素值相等，而set则不允许，可以初步理解set为map<T,const bool>类型。

练习代码：

// CorrelationContainer.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //关联容器 
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include <utility>
    #include <string>
    #include <map>
    #include <set>
    using namespace std;
     
    //pair的使用示例
    void TestPair()
    {
    //创建pair对象
    pair<string, string> tel("IT05", "15527******");
    //first和second成员，比较两个pair对象是就是依次比较这两个值
    cout<< "姓名：" << tel.first << "  电话：" << tel.second << endl;
     
    //利用make_pair将两个值转换为一个pair
    pair<int, string> dom = make_pair(412, "IT05");
    cout<< "宿舍号：" << dom.first << "  姓名：" << dom.second << endl;
    }
    //关联容器map的使用
    void TestMap()
    {
    map<string,string> tel_book;
    //添加元素，insert
    tel_book.insert(tel_book.begin(),make_pair("IT05","15527******"));
    tel_book.insert(make_pair("IT06","15528******"));
    tel_book.insert(make_pair("IT07","15529******"));
    tel_book.insert(tel_book.begin(),make_pair("IT08","15520******"));
    tel_book.insert(make_pair("IT09","15521******"));
     
    //遍历map
    for( map<string,string>::const_iterator i=tel_book.begin(); i!=tel_book.end(); i++ )
    {
    //此时的i为value_type类型，是pair类型的指针
    cout << "姓名:" << i->first << "  电话：" << i->second ; 
    //示例key_type和mapped_type的使用
    map<string,string>::key_type key = i->first;
    map<string,string>::mapped_type value = i->second;
    cout << "  姓名:" << key << "  电话：" << value << endl ; 
    }
    //赋值，修改元素的值
    tel_book["IT05"] = "1342656******";
    //使用键值下标访问容器内容
    cout << "修改后IT05的电话号码是：" << tel_book["IT05"] << endl;
     
    //使用下标的访问可以添加元素
    tel_book["ITMe"] = "1595672******";
    tel_book.erase("IT06");
     
    cout << "下标添加ITMe后容器的内容为：" << endl;
    for( map<string,string>::const_iterator i=tel_book.begin(); i!=tel_book.end(); i++ )
    {
    //此时的i为value_type类型，是pair类型的指针
    cout << "姓名:" << i->first << "  电话：" << i->second << endl; 
    }
     
    //删除元素
    tel_book.erase("IT06");
    cout << "删除IT06后容器的内容为：" << endl;
    for( map<string,string>::const_iterator i=tel_book.begin(); i!=tel_book.end(); i++ )
    {
    //此时的i为value_type类型，是pair类型的指针
    cout << "姓名:" << i->first << "  电话：" << i->second << endl; 
    }
     
    //insert返回值，只有insert的形参为pai才有下面的返回值
    //pair<map<K,V>::iterator, bool>
    cout << "insert测试：" << endl;
    pair<map<string,string>::iterator, bool> in1 = tel_book.insert(make_pair("IT05","1234"));
    cout << "IT05修改没？:" << in1.second << endl;//输出0，表示没有插入
    pair<map<string,string>::iterator, bool> in2 = tel_book.insert(make_pair("IT00","1233456****"));
    cout << "IT00修改没？:" << in2.second << endl;//输出1，表示插入了
    if( in2.second )
    {
    cout << "新插入的值为：<" << in2.first->first << "," << in2.first->second << ">" << endl; 
    }
    //结果是IT05的号码没变，IT00添加到电话薄
    for( map<string,string>::const_iterator i=tel_book.begin(); i!=tel_book.end(); i++ )
    {
    //此时的i为value_type类型，是pair类型的指针
    cout << "姓名:" << i->first << "  电话：" << i->second << endl; 
    }
     
    //查看某元素是否在容器内，不能使用下标操作，因为这会导致把新元素插入到容器内
    //find使用示例，count可以返回出现的次数，所以也可以用count实现find
    if( tel_book.find("IT05") != tel_book.end() )
    {
    cout << "IT05在容器内!" << endl;
    }
    else cout << "IT05不在容器内!" << endl;
    if( tel_book.find("IT0") != tel_book.end() )
    {
    cout << "IT0在容器内!" << endl;
    }
    else cout << "IT0不在容器内!" << endl;
    if( tel_book.count("IT05") )
    {
    cout << "IT05在容器内!" << endl;
    }
    else cout << "IT05不在容器内!" << endl;
    }
    void TestSet()
    {
    //set相当于map<T,bool>类型
    cout << "set测试:" << endl;
    set<int> s;
    //不能通过下标来访问
    for( int i=0; i<10; i++ )
    s.insert(i);
    for( set<int>::const_iterator i=s.begin(); i!=s.end(); i++ )
    cout << *i << "  ";
    cout << endl;
    /***********************************************************
     *   *s.begin() = 11; //错误，不能修改set内的元素值        */
    }
     
    int main(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    TestPair();
    TestMap();
    TestSet();
     
    getchar();
    return 0;
    }

结果图：

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