目录
(1)map介绍
(2)map、multimap、unordered_map区别
(3)map用法
1.map接口表
2.使用举例
插入数据与遍历数据
查找关键字和值
删除元素
按照值排序
(4)multimap用法
(5)unordered_map用法
(1)map介绍
map是STL的一个关联容器,以键值对存储的数据,其类型可以自己定义,每个关键字在map中只能出现一次,关键字不能修改,值可以修改。
map同set、multiset、multimap内部数据结构都是红黑树,而java中的hashmap是以hash table实现的。所以map内部有序(自动排序,单词时按照字母序排序),查找时间复杂度为O(logn)。
multimap与map的差别仅在于multimap允许键重复,有多个相同的键,而map要求键的唯一性。
(2)map、multimap、unordered_map区别
在C++中,std::map和std::unordered_map都是关联容器,它们存储的元素都是键值对(key-value pairs),并且每个键在容器中都是唯一的。然而,它们在内部实现、性能特性以及适用场景上有所不同。
对于std::map(基于红黑树实现),insert()函数会保持元素的排序顺序。而对于std::unordered_map(基于哈希表实现),元素的顺序是随机的。
主要区别如下表:
特性 |
std::map |
std::multimap |
std::unordered_map |
键的唯一性 |
键唯一(不允许重复) |
键可重复(允许重复) |
键唯一(不允许重复) |
元素有序性 |
按键升序排序(红黑树实现) |
按键升序排序(红黑树实现) |
无序(哈希表实现) |
查找复杂度 |
O(log N) |
O(log N) |
平均 O(1),最坏 O(N)(哈希冲突) |
插入/删除复杂度 |
O(log N) |
O(log N) |
平均 O(1),最坏 O(N)(哈希冲突) |
适用场景 |
需要有序遍历或范围查询 |
需要有序遍历且键可重复 |
需要快速查找且不关心顺序 |
在选择使用std::map还是std::unordered_map时,你需要考虑你的具体需求。如果你需要元素保持排序或者对迭代器稳定性有要求,那么应该使用std::map。如果你对性能有严格要求,并且可以接受非确定性的迭代顺序,那么应该使用std::unordered_map。
(3)map用法
1.map接口表
操作 |
示例 |
构造对象 |
#include // 第一种 map mymap1; // 也可以这样 typedef map My_Map; My_Map mymap2; |
insert() 插入数据 |
插入单个元素 std::map myMap; myMap.insert(std::pair(1, "one")); // 或者使用make_pair myMap.insert(std::make_pair(2, "two")); // 或者使用初始化列表(C++11及更高版本) myMap.insert({3, "three"}); |
|
检查是否插入成功 auto result = myMap.insert(std::pair(1, "one")); if (result.second == false) { // 插入失败,键1已存在 } |
|
插入多个元素 std::vector> elements = {{4, "four"}, {5, "five"}}; myMap.insert(elements.begin(), elements.end()); // 或者使用初始化列表(C++11及更高版本) myMap.insert({{6, "six"}, {7, "seven"}}); |
|
从C++11开始,std::map和std::unordered_map都提供了emplace()函数,该函数允许你直接在容器中构造元素,这通常比先构造一个临时对象然后再插入更高效。 myMap.emplace(1, "one"); // 直接在map中构造元素 |
find() 查找元素 |
// 查找键为2的元素 auto it = myMap.find(2); if (it != myMap.end()) { // 找到 } else { std::cout << "Key 2 not found." << std::endl; } |
clear() 清空元素 |
// 清除映射中的所有元素 myMap.clear(); |
erase() 删除一个元素 |
myMap.erase(2); // 移除键为2的元素 |
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auto it = myMap.find(3); // 查找键为3的元素的迭代器 if (it != myMap.end()) { myMap.erase(it); // 移除找到的元素 } |
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// 假设我们想移除所有键在2到4(包括2但不包括4)之间的元素 auto range_start = myMap.lower_bound(2); // 找到第一个不小于2的元素的迭代器 auto range_end = myMap.upper_bound(4); // 找到第一个大于4的元素的迭代器 myMap.erase(range_start, range_end); // 移除范围内的元素 |
|
erase()会返回指向下一个有效元素的迭代器。 |
my_map.size() |
map的长度大小 |
my_map.begin() |
返回指向map头部的迭代器 |
my_map.end() |
返回指向map末尾的迭代器 |
my_map.rbegin() |
返回一个指向map尾部的逆向迭代器 |
my_map.rend() |
返回一个指向map头部的逆向迭代器 |
my_map.empty() |
map为空时返回true |
swap() |
交换两个map,两个map中所有元素都交换 |
2.使用举例
插入数据与遍历数据
通过map对象的方法获取的iterator数据类型是一个std::pair对象,包括两个数据iterator->first和iterator->second,分别代表关键字和value值。
在C++中,std::map默认就是按照键(key)的升序进行排序和存储的。因此,你只需要使用标准的迭代器来遍历std::map,就可以按照键的升序来获取元素。
#include
using namespace std;
#include
查找关键字和值
第一种:用count函数来判断关键字是否出现,其缺点是无法定位元素出现的位置。由于map一对一的映射关系,count函数的返回值要么是0,要么是1。
#include
using namespace std;
#include
第二种:用find函数来定位元素出现的位置,它返回一个迭代器,当数据出现时,返回的是数据所在位置的迭代器;若map中没有要查找的数据,返回的迭代器等于end函数返回的迭代器。
#include
删除元素
map对象的erase函数传入参数即可以是迭代器又可以是key
#include
按照值排序
map中元素是自动按key升序排序(从小到大)的;按照value排序时,想直接使用sort函数是做不到的,sort函数只支持数组、vector、list、queue等的排序,无法对map排序,那么就需要把map放在vector中,再对vector进行排序。
例子1
#include
#include
#include
例子2
#include
#include
(4)multimap用法
multimap是关联式容器,按照特定顺序存储键值对,其中多个键值对之间的key可以重复。
multimap与map唯一不同就是,map中key是唯一的,multimap中key是可以重复的。
Multimap 案例:
- 1个key值可以对应多个valude =分组
- 公司有销售部 sale (员工2名)、技术研发部 development (2人)、财务部 Financial (2人)
- 人员信息有:姓名,年龄,电话、工资等组成
- 通过 multimap进行 信息的插入、保存、显示
- 分部门显示员工信息
- 按条件搜索修改
#include
#include
#include
(5)unordered_map用法
- 键唯一性:每个键只能出现一次,重复插入会覆盖原有值。
- 无序性:元素存储顺序不确定(由哈希函数决定)。
- 底层实现:基于哈希表(哈希桶 + 链表或树)。
适用场景:
需要快速查找、插入或删除,且不关心顺序。示例:缓存系统、字典查询。
例子
#include
#include
int main() {
std::unordered_map umap = {
{1, "Alice"},
{2, "Bob"},
{3, "Charlie"}
};
// 输出顺序不确定(可能是 2, 3, 1 或其他)
for (const auto& [key, value] : umap) {
std::cout << key << ": " << value << std::endl;
}
// 可能的输出:
// 2: Bob
// 3: Charlie
// 1: Alice
}
end