C++中的STL容器之cppmap详解

一、cppmap概述

在C++的STL（标准模板库）中，map是一个非常重要的容器，也是应用最广泛的容器之一。map容器是一种关联式容器，其底层是采用红黑树实现的，可以对元素进行快速的插入、删除和查找等操作。map容器提供了一个键值对映射的机制，可以通过给定的键查找对应的值，类似于字典。因此，map容器也被称为字典容器。

map容器支持大量的操作，如：插入元素、访问元素、删除元素、遍历容器等等，其中最常用的操作是访问元素和插入元素。在map容器中，元素是以键值对的形式存在的，其中键是不可重复的，值可以重复。这也就意味着，我们可以通过键快速地查找到对应的值，而不需要像数组或链表那样遍历搜索。

下面是一个简单的map容器的例子：

#include 
#include 

以上代码定义了一个名为score_map的map容器，其键是字符串类型，值是双精度浮点数类型。然后在map容器中插入了三个元素，即三个键值对。最后通过键访问每个元素的值并输出。

二、map容器的基本操作

1、插入元素

map容器提供了多种插入元素的方法，常用的方法有：

• 使用insert()函数插入元素，语法如下：

map map_name;
map_name.insert(pair(key_value, value)); 

其中，key_type为键的类型，value_type为值的类型，map_name为map容器的名称，key_value为键的值，value为对应的值。

• 使用数组下标（[]）插入元素，语法如下：

map_name[key_value] = value;

其中，map_name为map容器的名称，key_value为键的值，value为对应的值。

2、访问元素

map容器提供了多种访问元素的方法，常用的方法有：

• 使用数组下标（[]）访问元素，语法如下：

map_name[key_value];

其中，map_name为map容器的名称，key_value为键的值。

• 使用find()函数访问元素，语法如下：

map_name.find(key_value)->second;

其中，map_name为map容器的名称，key_value为键的值。

3、删除元素

map容器提供了多种删除元素的方法，常用的方法有：

• 使用erase()函数删除元素，语法如下：

map_name.erase(key_value);

其中，map_name为map容器的名称，key_value为键的值。

• 使用clear()函数清空容器，语法如下：

map_name.clear();

其中，map_name为map容器的名称。

4、遍历容器

map容器提供了多种遍历容器的方法，常用的方法有：

• 使用iterator迭代器遍历容器，语法如下：

map::iterator it;
for(it = map_name.begin(); it != map_name.end(); ++it) {
    cout <first << " : " <second << endl; 
}

其中，map_name为map容器的名称，key_type为键的类型，value_type为值的类型，it为迭代器，it->first表示获取当前元素的键，it->second表示获取当前元素的值。

三、常见问题与解决方法

1、如何判断元素是否存在？

可以使用count()函数来判断元素是否存在，如果元素存在，则count()函数返回1，否则返回0。

if(map_name.count(key_value)) {
    //元素存在
} else {
    //元素不存在
}

2、如何避免map容器中键值对的重复插入？

可以使用insert()函数的返回值来判断是否插入成功。如果插入成功，则返回一个pair类型的值，其第二个值为true；如果插入失败，则返回一个pair类型的值，其第二个值为false。

pair<map::iterator, bool> ret;
ret = map_name.insert(pair(key_value, value));
if(!ret.second) {
    //插入失败
} else {
    //插入成功
}

3、如何按照键值对中的键或值进行排序？

可以使用STL中的sort()函数来对map容器中的元素进行排序。在sort()函数中，可以自定义比较函数，用于指定按照键或值进行排序。

bool sort_by_key(const pair& a, const pair& b) {
    return a.first < b.first;
}

bool sort_by_value(const pair& a, const pair& b) {
    return a.second < b.second;
}

map score_map;
score_map.insert(pair(1, 85));
score_map.insert(pair(2, 90));
score_map.insert(pair(3, 78));

vector<pair> score_vec(score_map.begin(), score_map.end());

//按键升序排序
sort(score_vec.begin(), score_vec.end(), sort_by_key);
//按值升序排序
sort(score_vec.begin(), score_vec.end(), sort_by_value);

4、如何使用自定义类型作为键或值？

可以使用自定义类型作为键或值，需要重载运算符<和==，并且满足严格弱序关系。

class Student {
public:
    string name;
    int age;
    bool operator < (const Student& other) const {
        //按照年龄从小到大排序
        return age < other.age;
    }
    bool operator == (const Student& other) const {
        return name == other.name && age == other.age;
    }
};

map score_map;
Student s1 = {"Tom", 18};
Student s2 = {"Jerry", 20};
score_map[s1] = 85.5;
score_map[s2] = 90.0;

四、总结

在C++的STL中，map容器是非常重要的容器之一，可以实现键值对的快速访问、插入和删除等操作。map容器是一个关联式容器，使用红黑树实现的，具有自动排序的特点，可以按照键或值进行升序或降序排序。同时，map容器也支持自定义类型作为键或值，需要重载运算符<和==。