std：：map

### C++ `std::map` 使用方法及示例 #### 1. 简介 `std::map` 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个关联容器，用于存储键值对。其内部实现基于红黑树，因此具有自动排序特性，并支持高效的插入、删除和查找操作[^2]。 --- #### 2. 基本用法 ##### 2.1 定义和初始化 可以通过多种方式定义并初始化 `std::map`： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { // 方式一：默认构造 std::map<int, std::string> map1; // 方式二：通过初始列表构造 std::map<int, std::string> map2 = {{1, "one"}, {2, "two"}}; // 方式三：拷贝构造 std::map<int, std::string> map3(map2); return 0; } ``` --- ##### 2.2 插入元素 可以使用以下几种方法向 `std::map` 中插入数据： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, std::string> myMap; // 方法一：使用下标运算符 myMap[1] = "apple"; // 方法二：使用 insert 函数 myMap.insert({2, "banana"}); myMap.insert(std::make_pair(3, "cherry")); // 打印结果 for (const auto& pair : myMap) { std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl; } return 0; } ``` --- ##### 2.3 查找元素 可通过 `find()` 或下标运算符来访问特定键对应的值： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<std::string, int> fruitCount = {{"apple", 3}, {"banana", 5}}; // 使用 find() auto it = fruitCount.find("apple"); if (it != fruitCount.end()) { std::cout << "Found apple with count: " << it->second << std::endl; } // 使用下标运算符 std::cout << "Banana count: " << fruitCount["banana"] << std::endl; return 0; } ``` 注意：如果使用下标运算符访问不存在的键，则会创建该键并将值设为默认值（对于整数类型，默认值为 0）。这可能会导致意外行为[^2]。 --- ##### 2.4 删除元素 可利用 `erase()` 函数删除指定键或范围内的元素： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<char, int> charCounts = {{'a', 1}, {'b', 2}, {'c', 3}}; // 删除单个元素 charCounts.erase('b'); // 删除多个元素 charCounts.erase(charCounts.begin(), charCounts.find('c')); for (const auto& pair : charCounts) { std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl; } return 0; } ``` --- #### 3. 常用函数详解 ##### 3.1 大小与检查是否为空 - `size()` 返回当前映射中键值对的数量。 - `empty()` 判断映射是否为空。 ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, double> data; std::cout << "Size: " << data.size() << ", Empty: " << std::boolalpha << data.empty() << std::endl; data[1] = 3.14; std::cout << "Size after insertion: " << data.size() << ", Empty: " << data.empty() << std::endl; return 0; } ``` --- ##### 3.2 遍历 `std::map` 可以通过迭代器或者基于范围的循环遍历整个映射： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<std::string, int> scores = {{"Alice", 90}, {"Bob", 85}}; // 迭代器遍历 for (auto it = scores.begin(); it != scores.end(); ++it) { std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; } // 范围基遍历 for (const auto& [key, value] : scores) { std::cout << key << ": " << value << std::endl; } return 0; } ``` --- ##### 3.3 统计键的数量 `count(key)` 可返回给定键是否存在及其数量（通常只为 0 或 1）： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, std::string> names = {{1, "John"}, {2, "Jane"}}; std::cout << "Key 1 exists? " << names.count(1) << std::endl; std::cout << "Key 3 exists? " << names.count(3) << std::endl; return 0; } ``` --- ##### 3.4 获取范围 `lower_bound()` 和 `upper_bound()` 提供了获取某个范围内键值的能力： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, std::string> numbers = {{1, "One"}, {2, "Two"}, {3, "Three"}}; // lower_bound auto lb = numbers.lower_bound(2); std::cout << "Lower bound of 2 is: " << lb->first << " -> " << lb->second << std::endl; // upper_bound auto ub = numbers.upper_bound(2); std::cout << "Upper bound of 2 is: " << ub->first << " -> " << ub->second << std::endl; return 0; } ``` --- #### 4. 注意事项 - **自动排序**：`std::map` 默认按键升序排列，无法更改此顺序[^2]。 - **性能特点**：由于底层采用平衡二叉搜索树，插入、删除和查找的时间复杂度均为 O(log n)[^2]。 --- #### 5. 应用场景 适合需要按键有序存储且频繁执行查找操作的场合。例如，在统计单词频率时，可以用 `std::map` 存储每个单词及其出现次数[^4]。 ---