Multimap的用法详解

一、基本介绍

Multimap是C++标准库中的容器之一，是一种关联式容器，其中动态存储数据，并能够根据键值对数据进行快速访问。与普通的Map不同的是，Multimap中可以同时存在相同的键值。Multimap使用二叉搜索树实现，比较的依据是键值对的比较结果。

一个Multimap包含了很多键值对，其中每一个键值对可以看作是一个节点。可以使用关键字来查找值。关键字可以有重复值，也就是说多个键值对可以有相同的关键字。值可以被修改，但是键不会被修改。Multimap模板定义在头文件

中。

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap mymm;

    mymm.insert(std::pair('x',10));
    mymm.insert(std::pair('y',20));
    mymm.insert(std::pair('z',30));
    mymm.insert(std::pair('z',40));
    mymm.insert(std::pair('z',50));

    std::cout << "mymm contains:\n";
    for (auto elem : mymm)
        std::cout << elem.first << " => " << elem.second << '\n';

    return 0;
}

二、插入元素

Multimap支持两种插入元素的方式——insert和emplace。其中，insert接受一个键值对作为参数，如果Multimap中已经存在相同的键，则插入新值，如果不存在，则插入整个键值对。emplace则直接接受键和值，然后在Multimap中进行排序并插入。

除了上述两种方法，Multimap还可以通过直接访问其迭代器来进行插入操作。

使用insert进行插入操作：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.insert(std::pair<char,int>('a',10));
    mymm.insert(std::pair<char,int>('b',20));
    mymm.insert(std::pair<char,int>('c',30));

    for (auto elem : mymm)
        std::cout << elem.first << " => " << elem.second << '\n';

    return 0;
}

使用emplace进行插入操作：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace('b',20);
    mymm.emplace('c',30);

    for (auto elem : mymm)
        std::cout << elem.first << " => " << elem.second << '\n';

    return 0;
}

使用迭代器进行插入操作：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    auto it = mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace_hint(it,'b',20);
    mymm.emplace_hint(mymm.end(),'c',30);

    for (auto elem : mymm)
        std::cout << elem.first << " => " << elem.second << '\n';

    return 0;
}

三、查找元素

Multimap支持多种查找元素的方式，其中find、count、equal_range和lower_bound是比较常用的。其中，find接受一个键，返回Multimap中指向对应元素的迭代器。如果Multimap中不存在该键，则返回Multimap的end迭代器。count接受一个键，返回Multimap中该键对应元素的个数。equal_range则返回一个pair对象，其中first是指向Multimap中首个匹配元素的迭代器，second是指向Multimap中最后一个匹配元素之后的迭代器。lower_bound也返回与当前键匹配的第一个元素的迭代器。

使用find查找元素：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace('b',20);
    mymm.emplace('c',30);

    auto it = mymm.find('b');

    std::cout << "Key found: " << it->first << " = " << it->second << '\n';

    return 0;
}

使用count查找元素：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace('b',20);
    mymm.emplace('c',30);

    int count = mymm.count('b');

    std::cout << "Number of values with key 'b': " << count << '\n';

    return 0;
}

使用equal_range查找元素：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace('b',20);
    mymm.emplace('c',30);

    auto range = mymm.equal_range('b');

    for (auto it = range.first; it != range.second; it++)
        std::cout << it->first << " => " << it->second << '\n';

    return 0;
}

使用lower_bound查找元素：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace('b',20);
    mymm.emplace('c',30);

    auto it = mymm.lower_bound('b');

    std::cout << "Key found: " << it->first << " = " << it->second << '\n';

    return 0;
}

四、删除元素

与插入元素类似，Multimap支持多种删除元素的方式，其中erase接受一个元素的迭代器，删除对应的元素。remove则接受一个键，删除该键对应的所有元素。

使用erase删除元素：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace('b',20);
    mymm.emplace('c',30);

    auto it = mymm.find('b');
    mymm.erase(it);

    for (auto elem : mymm)
        std::cout << elem.first << " => " << elem.second << '\n';

    return 0;
}

使用remove删除元素：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace('b',20);
    mymm.emplace('c',30);
    mymm.emplace('b',40);

    mymm.erase('b');

    for (auto elem : mymm)
        std::cout << elem.first << " => " << elem.second << '\n';

    return 0;
}

五、其他操作

Multimap支持许多其他的操作，包括size（返回Multimap中元素的数量）、empty（如果Multimap为空则返回true）、swap（交换两个Multimap中的元素）、clear（清除Multimap中的所有元素）等。

使用size获取Multimap中元素数量：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace('b',20);
    mymm.emplace('c',30);

    std::cout << "The size of the Multimap is " << mymm.size() << '\n';

    return 0;
}

使用empty判断Multimap是否为空：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    std::cout << "The Multimap is " << (mymm.empty() ? "empty" : "not empty") << '\n';

    return 0;
}

使用swap交换两个Multimap中的元素：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm1;
    std::multimap<char,int> mymm2;

    mymm1.emplace('a',10);
    mymm1.emplace('b',20);
    mymm1.emplace('c',30);

    mymm2.emplace('x',40);
    mymm2.emplace('y',50);

    mymm1.swap(mymm2);

    for (auto elem : mymm2)
        std::cout << elem.first << " => " << elem.second << '\n';

    return 0;
}

使用clear清除Multimap中的所有元素：

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::multimap<char,int> mymm;

    mymm.emplace('a',10);
    mymm.emplace('b',20);
    mymm.emplace('c',30);

    mymm.clear();

    std::cout << "The Multimap is " << (mymm.empty() ? "empty" : "not empty") << '\n';

    return 0;
}

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