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c++ 数据结构map的使用详解

时间：2021-04-28来源：www.pcxitongcheng.com作者：电脑系统城

map的常用用法

map 表示映射，可以将任何基本类型（包括 STL 容器）映射到任何基本类型（包括 STL 容器），例如可以建立如 int 到 double，string 到 int 的映射等。

map 提供一对一的 hash，该功能类似 Python 的字典：

第一个称为键( key )，每个关键字只能在 map 中出现一次；
第二个称为该键的值( value )；

1. 头文件

<bits/stdc++.h> 头文件已经包括了该头文件。

2. 定义

定义 map 如下，参数的第一个为 key 的类型，第二个为 value 的类型。

1	`map<typename1, typename2> mp;`

【注意】如果是字符串到整型的映射，必须使用 string 而不能用 char 数组。

map 的键和值也可以是 STL 容器，例如可以将一个 set 容器映射到一个字符串：

1	`map<set<int>, string> mp;`

3. map 容器内元素的访问

（1）通过下标访问

注意：map 的键是唯一的。

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9 #include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
int main(){
map<char, int> mp;
mp['c'] = 30;
cout << mp['c'] << endl;
return 0;
}

（2）通过迭代器访问

定义迭代器：

1	`map<typename1, typename2>::iterator it;`

这样可以得到迭代器 it，map 可以使用 it->first来访问键，使用 it->second 来访问值。

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13 #include <stdio.h>
#include <map>
using namespace std;
int main(){
map<char, int> mp;
mp['m'] = 20;
mp['r'] = 30;
mp['a'] = 40;
for(map<char, int>::iterator it = mp.begin(); it!=mp.end();it++){
printf("%c %d\n", it->first, it->second);
}
return 0;
}

输出：

a 40
m 20
r 30

【注意】map 会以键从小到大的顺序自动排序。迭代器的比较不能用 < 或者 >，而只能使用 == 或者 !=

（3）通过逆向迭代器访问

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13 #include <stdio.h>
#include <map>
using namespace std;
int main(){
map<char, int> mp;
mp['m'] = 20;
mp['r'] = 30;
mp['a'] = 40;
for(map<char, int>::reverse_iterator it = mp.rbegin(); it!=mp.rend();it++){
printf("%c %d\n", it->first, it->second);
}
return 0;
}

输出：

r 30
m 20
a 40

rbegin()指向 map 的最后一个元素，rend()指向 map 第一个元素之前。

4. map 元素的插入

（1）通过insert + <key, value> 插入

1 2	`map<int, string> mapStudent;` `mapStudent.insert(pair<int, string>(1,` `"student_one"));`

（2）通过insert + 迭代器插入

1 2	`map<int, string> mapStudent;` `mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1,` `"student_one"));`

（3）通过数组方式插入

1 2	`map<int, string> mapStudent;` `mapStudent[1] =` `"student_one";`

【注意】第一、二种方法完全等价，但是第三种和前两种有所区别。当映射中包含了键，则第一、二中方法插入失败，而第三种方法会覆盖之前的键值对。所以先后插入相同 key 的元素，第一、二种方法会保留第一次的数据，第三种会保留最后一次的。

5. map 常用函数实例解析

（1）find()

find(key) 返回键为 key 的映射的迭代器，时间复杂度为 O(logN)，N为 map 中映射的个数。

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12 #include <stdio.h>
#include <map>
using namespace std;
int main(){
map<char, int> mp;
mp['a'] = 1;
mp['b'] = 2;
mp['c'] = 3;
map<char, int>::iterator it = mp.find('b');
printf("%c %d\n", it->first, it->second);
return 0;
}

b 2

（2）erase()

① 删除单个元素

mp.erase(it) ：it 是要删除的元素的迭代器，时间复杂度为 O(1)

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15 #include <stdio.h>
#include <map>
using namespace std;
int main(){
map<char, int> mp;
mp['a'] = 1;
mp['b'] = 2;
mp['c'] = 3;
map<char, int>::iterator it = mp.find('b');
mp.erase(it); // 删除 b 2
for(map<char, int>::iterator it = mp.begin(); it!=mp.end();it++){
printf("%c %d\n", it->first, it->second);
}
return 0;
}

a 1
c 3

mp.erase(key)：key是要删除的映射的键，时间复杂度为 O(logN)

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14 #include <stdio.h>
#include <map>
using namespace std;
int main(){
map<char, int> mp;
mp['a'] = 1;
mp['b'] = 2;
mp['c'] = 3;
mp.erase('b'); // 删除 b 2
for(map<char, int>::iterator it = mp.begin(); it!=mp.end();it++){
printf("%c %d\n", it->first, it->second);
}
return 0;
}

a 1
c 3

② 删除一个区间内所有元素

mp.erase(first, last)：first 为需要删除区间的起始迭代器，last 为需要删除的区间的末尾迭代器的下一个地址，即删除左闭右开区间 [first, last) 内所有元素。

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15 #include <stdio.h>
#include <map>
using namespace std;
int main(){
map<char, int> mp;
mp['a'] = 1;
mp['b'] = 2;
mp['c'] = 3;
map<char, int>::iterator it = mp.find('b'); // 令it指向键为b的映射
mp.erase(it, mp.end()); // 删除it之后所有的映射
for(map<char, int>::iterator it = mp.begin(); it!=mp.end();it++){
printf("%c %d\n", it->first, it->second);
}
return 0;
}

a 1

（3）size()

size() ：获取 map 中映射的对数，时间复杂度为 O(1)。

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11 #include <stdio.h>
#include <map>
using namespace std;
int main(){
map<char, int> mp;
mp['a'] = 10;
mp['b'] = 20;
mp['c'] = 30;
printf("%d\n", mp.size()); // 3对映射
return 0;
}

（4）count()

count(): 返回 map 中对应键的个数，由于 map 中相同键只能最多有一个，所以 count() 的结果只能是 0 或者 1。

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20 #include <iostream>
#include <map>

int main (){
std::map<char,int> mymap;
char c;

mymap ['a']=101;
mymap ['c']=202;
mymap ['d']=303;

for (c='a'; c<'e'; c++){
std::cout << c;
if (mymap.count(c)>0)
std::cout << " is an element of mymap.\n";
else
std::cout << " is not an element of mymap.\n";
}
return 0;
}

结果：

a is an element of mymap.
b is not an element of mymap.
c is an element of mymap.
d is an element of mymap.

（5）clear()

clear(): 用于清空 map，map变为初始的空状态。

（6）empty()

empty()：判断 map 是否为空，如果 map 为空，返回 true，否则返回 false.

（7）lower_bound() 、upper_bound()

lower_bound() : 返回键值 >= 给定元素的第一个位置。即如果键的类型可以比较，可以使用二分查找的方法，返回的类型是一个迭代器。 upper_bound(): 返回键值>给定元素的第一个位置。即如果键的类型可以比较，可以使用二分查找的方法，返回的类型是一个迭代器。

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7 map<int, string> mapStudent;
mapStudent[1] = "student_one";
mapStudent[3] = "student_three";
mapStudent[5] = "student_five";
map<int, string>::iterator iter;
iter = mapStudent.lower_bound(2); // 返回键值为3的迭代器；
iter = mapStudent.upper_bound(2); // 返回键值为3的迭代器