C++之map容器

map 是 C++ STL (Standard Template Library) 中的一种关联容器，用于存储键值对（key-value pairs）。每个键（key）在 map 中都是唯一的，并且键值对会根据键的值进行排序（默认为升序）。map 的内部实现通常为红黑树，因此它提供了高效的插入、删除和查找操作。

主要特点

1. 键的唯一性：每个键在 map 中都是唯一的。
2. 排序：键值对根据键的值进行排序，默认为升序。
3. 高效查找：插入、删除和查找操作的时间复杂度均为 O(log n)。
4. 双向迭代器：可以使用双向迭代器来遍历 map 容器中的元素。

常用操作

定义和初始化

#include <map>

std::map<std::string, int> m; // 创建一个空的 map 容器
std::map<std::string, int> m = {{"apple", 1}, {"banana", 2}}; // 初始化 map 容器

插入元素

m["orange"] = 3; // 插入键值对
m.insert({"grape", 4}); // 插入键值对
m.insert(std::make_pair("lemon", 5)); // 插入键值对

删除元素

m.erase("apple"); // 删除键为 "apple" 的键值对
m.erase(m.begin()); // 删除第一个键值对

查找元素

auto it = m.find("banana"); // 查找键为 "banana" 的键值对，返回指向该键值对的迭代器，如果找不到则返回 end()
if (it != m.end()) {
    std::cout << "Found " << it->first << ": " << it->second << std::endl;
} else {
    std::cout << "Not found" << std::endl;
}

检查元素是否存在

if (m.count("banana")) {
    std::cout << "banana is in the map." << std::endl;
} else {
    std::cout << "banana is not in the map." << std::endl;
}

获取元素数量

std::cout << "The map has " << m.size() << " key-value pairs." << std::endl;

清空容器

m.clear(); // 清空 map 容器

遍历容器

for (const auto& pair : m) {
    std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
// 或者使用迭代器
for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ++it) {
    std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;
}

自定义比较函数

如果你想改变 map 中键的排序方式，可以提供一个自定义的比较函数或对象。例如，如果你想要创建一个键按降序排序的 map，你可以这样做：

#include <map>
#include <functional>

std::map<std::string, int, std::greater<std::string>> descendingMap; // 创建一个键按降序排序的 map

或者使用自定义的比较类：

struct CustomCompare {
    bool operator()(const std::string& a, const std::string& b) const {
        return a > b; // 降序排序
    }
};

std::map<std::string, int, CustomCompare> customMap;

总结

map 是一个非常有用的数据结构，当你需要存储唯一键及其对应的值，并且希望这些键值对是有序的时，它是一个很好的选择。由于它的内部实现，map 提供了高效的插入、删除和查找操作。map 在许多应用场景中都非常有用，例如字典、配置文件解析等。