Map是STL的一个关联容器,它提供一对一(其中第一个可以称为关键字,每个关键字只能在map中出现一次,第二个可能称为该关键字的值)的数据 处理能力,由于这个特性,它完成有可能在我们处理一对一数据的时候,在编程上提供快速通道。这里说下map内部数据的组织,map内部自建一颗红黑树(一 种非严格意义上的平衡二叉树),这颗树具有对数据自动排序的功能,所以在map内部所有的数据都是有序的,后边我们会见识到有序的好处。
下面举例说明什么是一对一的数据映射。比如一个班级中,每个学生的学号跟他的姓名就存在着一一映射的关系,这个模型用map可能轻易描述,很明显学 号用int描述,姓名用字符串描述(本篇文章中不用char *来描述字符串,而是采用STL中string来描述),下面给出map描述代码:
Map mapStudent;
1.
map共提供了6个构造函数,这块涉及到内存分配器这些东西,略过不表,在下面我们将接触到一些map的构造方法,这里要说下的就是,我们通常用如下方法构造一个map:
Map mapStudent;
2.
在构造map容器后,我们就可以往里面插入数据了。这里讲三种插入数据的方法:
第一种:用insert函数插入pair数据,下面举例说明(以下代码虽然是随手写的,应该可以在VC和GCC下编译通过,大家可以运行下看什么效果,在VC下请加入这条语句,屏蔽4786警告
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
{
}
}
第二种:用insert函数插入value_type数据,下面举例说明
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
{
}
}
第三种:用数组方式插入数据,下面举例说明
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
{
}
}
以上三种用法,虽然都可以实现数据的插入,但是它们是有区别的,当然了第一种和第二种在效果上是完成一样的,用insert函数插入数据,在数据的 插入上涉及到集合的唯一性这个概念,即当map中有这个关键字时,insert操作是插入数据不了的,但是用数组方式就不同了,它可以覆盖以前该关键字对 应的值,用程序说明
mapStudent.insert(map::value_type (1, “student_one”));
mapStudent.insert(map::value_type (1, “student_two”));
上面这两条语句执行后,map中1这个关键字对应的值是“student_one”,第二条语句并没有生效,那么这就涉及到我们怎么知道insert语句是否插入成功的问题了,可以用pair来获得是否插入成功,程序如下
Pair
Insert_Pair = mapStudent.insert(map::value_type (1, “student_one”));
我们通过pair的第二个变量来知道是否插入成功,它的第一个变量返回的是一个map的迭代器,如果插入成功的话Insert_Pair.second应该是true的,否则为false。
下面给出完成代码,演示插入成功与否问题
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
Pair
{
}
}
大家可以用如下程序,看下用数组插入在数据覆盖上的效果
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
{
}
}
3.
在往map里面插入了数据,我们怎么知道当前已经插入了多少数据呢,可以用size函数,用法如下:
Int nSize = mapStudent.size();
4.
这里也提供三种方法,对map进行遍历
第一种:应用前向迭代器,上面举例程序中到处都是了,略过不表
第二种:应用反相迭代器,下面举例说明,要体会效果,请自个动手运行程序
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
{
}
}
第三种:用数组方式,程序说明如下
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
//此处有误,应该是 for(int nIndex = 1; nIndex <= nSize; nIndex++)
//by rainfish
{
}
}
5.
在这里我们将体会,map在数据插入时保证有序的好处。
要判定一个数据(关键字)是否在map中出现的方法比较多,这里标题虽然是数据的查找,在这里将穿插着大量的map基本用法。
这里给出三种数据查找方法
第一种:用count函数来判定关键字是否出现,其缺点是无法定位数据出现位置,由于map的特性,一对一的映射关系,就决定了count函数的返回值只有两个,要么是0,要么是1,出现的情况,当然是返回1了
第二种:用find函数来定位数据出现位置,它返回的一个迭代器,当数据出现时,它返回数据所在位置的迭代器,如果map中没有要查找的数据,它返回的迭代器等于end函数返回的迭代器,程序说明
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
if(iter != mapStudent.end())
{
}
Else
{
}
}
第三种:这个方法用来判定数据是否出现,是显得笨了点,但是,我打算在这里讲解
Lower_bound函数用法,这个函数用来返回要查找关键字的下界(是一个迭代器)
Upper_bound函数用法,这个函数用来返回要查找关键字的上界(是一个迭代器)
例如:map中已经插入了1,2,3,4的话,如果lower_bound(2)的话,返回的2,而upper-bound(2)的话,返回的就是3
Equal_range函数返回一个pair,pair里面第一个变量是Lower_bound返回的迭代器,pair里面第二个迭代器是Upper_bound返回的迭代器,如果这两个迭代器相等的话,则说明map中不出现这个关键字,程序说明
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
iter = mapStudent.lower_bound(2);
{
}
iter = mapStudent.lower_bound(3);
{
}
iter = mapStudent.upper_bound(2);
{
}
iter = mapStudent.upper_bound(3);
{
}
Pair
mapPair = mapStudent.equal_range(2);
if(mapPair.first == mapPair.second)
}
Else
{
Cout<<”Find”<<endl;
}
mapPair = mapStudent.equal_range(3);
if(mapPair.first == mapPair.second)
}
Else
{
Cout<<”Find”<<endl;
}
}
6.
清空map中的数据可以用clear()函数,判定map中是否有数据可以用empty()函数,它返回true则说明是空map
7.
这里要用到erase函数,它有三个重载了的函数,下面在例子中详细说明它们的用法
#include
#include
#include
Using namespace std;
Int main()
{
//如果你要演示输出效果,请选择以下的一种,你看到的效果会比较好
}
8.
这里有swap,key_comp,value_comp,get_allocator等函数,感觉到这些函数在编程用的不是很多,略过不表,有兴趣的话可以自个研究
9.
这里要讲的是一点比较高深的用法了,排序问题,STL中默认是采用小于号来排序的,以上代码在排序上是不存在任何问题的,因为上面的关键字是int 型,它本身支持小于号运算,在一些特殊情况,比如关键字是一个结构体,涉及到排序就会出现问题,因为它没有小于号操作,insert等函数在编译的时候过 不去,下面给出两个方法解决这个问题
第一种:小于号重载,程序举例
#include
#include
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
}StudentInfo, *PStudentInfo;
Int main()
{
mapStudent.insert(pair(studentInfo, 80));
for (iter=mapStudent.begin(); iter!=mapStudent.end(); iter++)
}
以上程序是无法编译通过的,只要重载小于号,就OK了,如下:
Typedef struct tagStudentInfo
{
}StudentInfo, *PStudentInfo;
第二种:仿函数的应用,这个时候结构体中没有直接的小于号重载,程序说明
#include
#include
Using namespace std;
Typedef struct tagStudentInfo
{
}StudentInfo, *PStudentInfo;
Classs sort
{
};
Int main()
{
mapStudent.insert(pair(studentInfo, 80));
}
10.
由于STL是一个统一的整体,map的很多用法都和STL中其它的东西结合在一起,比如在排序上,这里默认用的是小于号,即less<>,如果要从大到小排序呢,这里涉及到的东西很多,在此无法一一加以说明。
还要说明的是,map中由于它内部有序,由红黑树保证,因此很多函数执行的时间复杂度都是log2N的,如果用map函数可以实现的功能,而STL
下面说下,map在空间上的特性,否则,估计你用起来会有时候表现的比较郁闷,由于map的每个数据对应红黑树上的一个节点,这个节点在不保存你的 数据时,是占用16个字节的,一个父节点指针,左右孩子指针,还有一个枚举值(标示红黑的,相当于平衡二叉树中的平衡因子),我想大家应该知道,这些地方 很费内存了吧,不说了……
4.1 hash_map和map的区别在哪里?
4.2 什么时候需要用hash_map,什么时候需要用map?
总 体来说,hash_map 查找速度会比map快,而且查找速度基本和数据量大小无关,属于常数级别;而map的查找速度是log(n)级别。并不一定常数就比log(n) 小,hash还有hash函数的耗时,明白了吧,如果你考虑效率,特别是在元素达到一定数量级时,考虑考虑hash_map。但若你对内存使用特别严格,希望程序尽可能少消耗内存,那么一定要小心,hash_map可能会让你陷入尴尬,特别是当你的hash_map对象特别多时,你就更无法控制了,而且 hash_map的构造速度较慢。
现在知道如何选择了吗?权衡三个因素: 查找速度, 数据量, 内存使用。
这里还有个关于hash_map和map的小故事,看看:http://dev.csdn.net/Develop/article/14/14019.shtm
你只要做两件事, 定义hash函数,定义等于比较函数。下面的代码是一个例子:
#include <hash_map>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
//define the class
class ClassA{
};
//1 define the hash function
struct hash_A{
};
//2 define the equal function
struct equal_A{
};
int main()
{
}
I am 12
I am 198877
今天看到 boost::unordered_map, 它与 stl::map的区别就是,stl::map是按照operator<比较判断元素是否相同,以及比较元素的大小,然后选择合适的位置插入到树中。所以,如果对map进行遍历(中序遍历)的话,输出的结果是有序的。顺序就是按照operator< 定义的大小排序。
而boost::unordered_map是计算元素的Hash值,根据Hash值判断元素是否相同。所以,对unordered_map进行遍历,结果是无序的。
用法的区别就是,stl::map 的key需要定义operator< 。 而boost::unordered_map需要定义hash_value函数并且重载operator==。对于内置类型,如string,这些都不用操心。对于自定义的类型做key,就需要自己重载operator< 或者hash_value()了。
最后,说,当不需要结果排好序时,最好用unordered_map。
其实,stl::map对于与java中的TreeMap,而boost::unordered_map对应于java中的HashMap。
stl::map
output:
Tom1 20
Tom3 22
Tom4 23
Tom5 24
由于operator<比较的只是age,所以因为Tom2和Tom3的age相同,所以最终结果里面只有Tom3,没有Tom2
boost::unordered_map
Tom1 20
Tom5 24
Tom4 23
Tom2 22
Tom3 22
必须要自定义operator==和hash_value。 重载operator==是因为,如果两个元素的hash_value的值相同,并不能断定这两个元素就相同,必须再调用operator==。 当然,如果hash_value的值不同,就不需要调用operator==了。
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