【跟学C++】C++映射类——map/multimap类(Study17)

 ============================ 【说明】 ===================================================
  大家好，本专栏主要是跟学C++内容，自己学习了这位博主【 AI菌】的【C++21天养成计划】，讲的十分清晰，适合小白，希望给这位博主多点关注、收藏、点赞。
  主要针对所学内容，通过自己的理解进行整理，希望大家积极交流、探讨，多给意见。后面也会给大家更新，其他一些知识。若有侵权，联系删除！共同维护网络知识权利！
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   写在前面
  至此，我们了解了C++的基本语法，但是进一步学习C++，数据结构是必不可少的内容。 数据结构与算法决定了代码测存储方式，以及代码执行效率。
  数据结构的重要性不言而喻， 关于数据结构的基本知识可以转至本人另一专栏====>【 数据结构】。同样也可以阅读博主【 AI菌】写的【 数据结构与算法】，比较通俗易懂，可以学习学习！

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1、map类简介

  map和multimap类是一种键—值对容器，可以根据键查找到对应的值，与我们平时学的字典很相似。
  map和multimap类也是STL封装的一种模板类，区别在于：map类只能存储唯一的键，而multimap能够存储重复的键。
  为实现快速查找，map和multimap的内部结构类似于二叉树。 也就是说在map和multimap中插入元素时将进行排序。同样映射类不能像vector那样可以使用其他元素替换给定位置的元素，位于map中特定位置的元素不能替换为值不同的新元素，这是因为map将把新元素同二叉树中的其他元素进行比较，进而将它放在其他的位置。
  如果们需要使用map或multimap类时，需要定义头文件:

#include ;
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2、map和multimap类基本操作

2.1、映射类语法

  我们需要了解一下map实例化语法：

map <keyType, valueType, Predicate=std::less <keyType> > mapObject;
multimap <keyType, valueType, Predicate=std::greater <keyType> >mmapObject;
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  这些语法参数如下：
  keyType：代表的是键的类型；
  valueType：代表的是值的类型；
  less/greater： 用作排序标准。less是升序排序， greater是降序排序。

  常见的实例化方法如下：

#include 
#include 
#include
#include
using namespace std;

//实例化
int main() {
	//1、实例化1
	map <int, string> map1;
	multimap <int, string> mmap1;
	
	//2、实例化2
	map<int, string> map2(map1);
	multimap<int, string> mmap2(mmap1);

	//3、实例化3
	map<int, string> map3(map1.begin(), map1.end());
	multimap<int, string> mmap3(mmap1.begin(), mmap1.end());

	return 0;
}
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2.2、排序标准

  在实例化语法中第三个参数less/greater是定义元素排序的顺序。如果在实例化中，没有指定哪种排序方式，默认升序排序。若想指定排序方式，有两种方式：
  (1) 利用语法中提供的两种方式less/greater：

//1、升序实例化
map<int, string, less<int>> map1;
//1、降序实例化
multimap<int, string, less<int>> mmap1;
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  (1) 自定义排序标准：

//自定义键的名称
template <typename KeyType1>

//自定义1
struct GreaterSort
{
	bool operator()(const KeyType1& key1, const KeyType1& key2) {
		return (key1 > key2);
	}

};

//自定义2
template <typename KeyType2>
struct LessSort
{
	bool operator()(const KeyType2& key3, const KeyType2& key4) {
		return (key3 < key4);
	}
};


int main() {
	//1、升序实例化
	map<int, string, less<int>> map1;
	multimap<int, string, less<int>> mmap1;

	//2、降序实例化
	map<int, string, greater<int>> map2;
	multimap<int, string, greater<int>> mmap2;



	//1、自定义升序序实例化
	map<int, string, LessSort<int>> map3(map1.cbegin(), map1.cend());
	multimap<int, string, LessSort<int>> mmap3(mmap1.cbegin(), mmap1.cend());


	//2、自定义降序实例化
	map<int, string, GreaterSort<int>> map4(map2.cbegin(), map2.cend());
	multimap<int, string, GreaterSort<int>> mmap4(mmap2.cbegin(), mmap2.cend());


	return 0;
}
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3、map和multimap类成员函数

3.1、插入函数insert()

  map和multimap类也有对应的成员函数，insert()函数就是向mao中插入新的键值对，常见的方法有四种：

#include 
#include 
#include
#include
using namespace std;

template <typename T>
// 显示内容函数
void DisplayContents(const T& Input)
{
	for (auto iElement = Input.cbegin(); iElement != Input.cend(); ++iElement)
		cout << iElement->first << "  " << iElement->second << endl;
	cout << endl;
}

//1、insert()插入函数
int main() {


	map<int, string, less<int>>map1;
	// 插入方法1
	map1.insert(map<int, string>::value_type(3, "Three"));
	// 插入方法2
	map1.insert(make_pair(1, "One"));
	// 插入方法3
	map1.insert(pair<int, string>(10, "Ten"));

	// 插入方法4，采用类似于数组的语法进行插入。
	map1[8] = "Eight";

	cout << "键:值" << endl;
	DisplayContents(map1);

	return 0;
}

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  经过四种不同方式的插入后，map有四个键值对：

3.2、查找函数find()

  map和multimap提供了成员函数find()，能够根据给定的键找到对应的值。find()函数返回的是一个迭代器：

map1 <int, string>::const_iterator iFound = map1.find(Key);
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  使用find()查找元素时，需要检查迭代器，确保find()成功，再使用该函数访问找到的值。

//2、find()查找函数--map
int main() {

	map<int, string, less<int>> map1;

	map1.insert(make_pair(1, "One"));
	map1.insert(pair<int, string>(2, "Two"));
	map1.insert(map<int, string>::value_type(3, "Three"));
	map1[4] = "Four";
	cout << "键:值" << endl;
	DisplayContents(map1);
	
	//根据输入键，查找是否存在map中
	int num;
	cout << "please input one key:" << endl;
	cin >> num;
	//根据键寻找对应值
	auto isFound = map1.find(num);
	if (isFound != map1.end())
	{
		cout << "Key:" << isFound->first << " 's value is: " << isFound->second << endl;
	}
	else
	{
		cout << "Key:" << num << " is not in map1! " << endl;
	}

	cout << endl;
	return 0;
}

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  如果使用的是multimap，容器可能包含多个键相同的键值对，因此需要找到与指定键对应的所有值。所以，可先使用count()确定有多少个值与指定的键对应，再对迭代器递增,以访问所有对应的值。

//2、find()查找函数--multimap
int main() {

	multimap <int, string, less<int>> map2;
	map2.insert(make_pair(8, "One"));
	map2.insert(pair<int, string>(2, "Two"));
	map2.insert(map<int, string>::value_type(3, "Three"));
	map2.insert(map<int, string>::value_type(2, "2222"));


	cout << "键:值" << endl;
	DisplayContents(map2);


	//根据输入键，查找是否存在map中
	int num;
	cout << "please input one key:" << endl;
	cin >> num;

	auto isFound = map2.find(num);
	
	if (isFound != map2.end())
	{

		size_t nums = map2.count(num);
		for (size_t  ncounter = 0; ncounter < nums; ++ncounter)
		{
			cout << "Key:" << isFound->first << " 's value "<<"Val["<<ncounter<<"]"<<"is: " << isFound->second << endl;
			++isFound;

		}
	}
	else
	
		cout << "Key:" << num << " is not in map1! " << endl;
	
	return 0;
}
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3.3、删除函数erase()

  map和multimap提供了成员函数erase()，能够删除容器中的元素，删除的方式有多种：

//3、删除函数erase()
int mainerase()
{
	multimap<int, string, less<int>>map1;
	// 插入元素
	map1.insert(make_pair(8, "Eight"));
	map1.insert(make_pair(1, "One"));
	map1.insert(make_pair(6, "Six"));
	map1.insert(make_pair(10, "Ten"));
	map1.insert(make_pair(15, "Fifteen"));


	// 显示键值
	cout << "键 ：值" << endl;
	DisplayContents(map1);

	// 1、删除键1对应的键值对
	map1.erase(1);
	cout << "删除键1对应的键值对后：" << endl;
	DisplayContents(map1);

	// 2、删除迭代器指向的元素
	auto iFound = map1.find(8);
	map1.erase(iFound);
	cout << "删除键8对应的键值对后：" << endl;
	DisplayContents(map1);

	// 3、删除指定范围内（6至10）的元素
	map1.erase(map1.lower_bound(6), map1.lower_bound(15));
	cout << "删除指定范围内（从6开始，到15之前）的元素:" << endl;
	DisplayContents(map1);

	return 0;
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4、总结

  最后，长话短说，大家看完就好好动手实践一下，切记不能三分钟热度、三天打鱼，两天晒网。大家也可以自己尝试写写博客，来记录大家平时学习的进度，可以和网上众多学者一起交流、探讨，我也会及时更新，来督促自己学习进度。一开始提及的博主【AI菌】，个人已关注，并订阅了相关专栏(对我有帮助的)，希望大家觉得不错的可以点赞、关注、收藏。