c++map容器

### C++ `map` 容器的使用方法与示例 #### 1. 基本概念 `std::map` 是 C++ 标准模板库中的一个关联容器，它通过键值对的方式存储数据，并保持按键的有序性。每个键都唯一存在，不允许重复。`std::map` 的底层实现通常基于红黑树，因此其插入、删除和查找操作的时间复杂度均为 O(log n)[^1]。 #### 2. 构造方式 可以通过多种方式进行 `std::map` 的初始化： - **默认构造** ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, std::string> myMap; } ``` - **列表初始化 (C++11 及以上版本支持)** ```cpp std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"}, {2, "two"}}; ``` - **拷贝构造** ```cpp std::map<int, std::string> anotherMap(myMap); ``` #### 3. 插入元素 `std::map` 提供了多种插入元素的方法： - **使用 `insert()` 方法** ```cpp myMap.insert(std::make_pair(3, "three")); // 或者 myMap.insert({4, "four"}); ``` - **使用下标运算符（数组方法）** ```cpp myMap[5] = "five"; ``` - **使用 `emplace()` 方法 (C++11 及以后)** 此方法直接在容器内部构建对象，避免额外的复制开销。 ```cpp myMap.emplace(6, "six"); ``` #### 4. 遍历 `map` 可以使用迭代器来遍历 `std::map` 中的所有键值对： - **正向遍历** ```cpp for (const auto& pair : myMap) { std::cout << pair.first << ": " << pair.second << "\n"; } ``` - **反向遍历** ```cpp for (auto it = myMap.rbegin(); it != myMap.rend(); ++it) { std::cout << it->first << ": " << it->second << "\n"; } ``` #### 5. 查找元素 提供了几种不同的查找机制： - **使用 `find()` 函数** ```cpp auto it = myMap.find(3); if (it != myMap.end()) { std::cout << "Found: " << it->second << "\n"; } else { std::cout << "Not found\n"; } ``` - **使用 `count()` 函数** ```cpp if (myMap.count(3)) { std::cout << "Key exists.\n"; } else { std::cout << "Key does not exist.\n"; } ``` #### 6. 删除元素 有三种主要的方式来删除元素： - **按键删除** ```cpp myMap.erase(3); // 删除键为3的元素 ``` - **按迭代器删除** ```cpp auto it = myMap.find(4); if (it != myMap.end()) { myMap.erase(it); } ``` - **删除指定范围内的元素** ```cpp myMap.erase(myMap.begin(), myMap.upper_bound(5)); ``` #### 7. 排序特性 由于 `std::map` 底层采用的是平衡二叉搜索树结构，默认情况下会按照键的升序排列[^3]。如果需要自定义排序规则，则可以在创建 `std::map` 时提供比较函数或仿函数作为第三个参数： ```cpp struct GreaterCompare { bool operator()(const int lhs, const int rhs) const { return lhs > rhs; // 自定义降序排序 } }; std::map<int, std::string, GreaterCompare> customMap = {{10, "ten"}, {1, "one"}}; ``` --- ### 示例程序 下面是一个完整的例子，展示了如何综合运用上述功能： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { // 初始化 map std::map<std::string, int> wordCount; // 插入元素 wordCount["apple"] = 1; wordCount["banana"] = 2; wordCount.emplace("cherry", 3); // 遍历并打印 for (const auto& pair : wordCount) { std::cout << pair.first << ": " << pair.second << "\n"; } // 查找元素 auto it = wordCount.find("banana"); if (it != wordCount.end()) { std::cout << "Found 'banana': " << it->second << "\n"; } else { std::cout << "'banana' not found.\n"; } // 删除元素 wordCount.erase("apple"); return 0; } ``` ---