bimap的使用介紹

Bimap（Bidirectional Maps）是一種雙向映射容器。與std::map不同，它允許用戶通過左側或右側查詢元素。Bimap最常用的是std::bimap，它是一個使用紅黑樹實現的容器，提供快速的局部排序和檢索。Bimap是由S. Thorwirth於2005年提出的，是Boost Library之一。

一、Bimap容器的定義和使用

Bimap可以用於映射任何相等（==）或可比（<）的類型，如整數，字元串或結構體。下面是基本的定義方法:

#include 
#include 

using namespace std;
using namespace boost::bimaps;

typedef boost::bimap<int, string> bimap;

int main()
{
    //定義一個雙向映射容器
    bimap bm;

    // 插入元素
    bm.insert(bimap::value_type(1, "one"));
    bm.insert(bimap::value_type(2, "two"));
    bm.insert(bimap::value_type(3, "three"));

    // 使用左右兩個關鍵字查找元素
    cout << bm.left.at(1) << "," << bm.right.at("two") << endl;

    // 刪除元素
    bm.left.erase(3);

    // 遍歷Bimap容器
    for (auto& item : bm)
    {
        cout << "{" << item.left << "," << item.right << "}" << endl;
    }

    return 0;
}

在上面的代碼示例中，我們定義了一個bimap，它包含兩個類型，左邊是整數類型（int），右邊是字元串類型（string）。我們將三個元素插入到容器中，然後使用左邊關鍵字1和右邊關鍵字”two”查找元素並輸出結果。我們還刪除了左邊關鍵字為3的元素，並通過for循環遍歷bimap中的每個元素。

二、Bimap容器的迭代器

Bimap提供三種迭代器，分別是左側只讀迭代器，右側只讀迭代器和固定的左側-右側可讀迭代器，它們的定義分別如下：

// 左側只讀迭代器
typedef bimap::const_left_iterator left_const_iterator;

// 右側只讀迭代器
typedef bimap::const_right_iterator right_const_iterator;

// 左側-右側可讀迭代器
typedef bimap::const_iterator const_iterator;

其中左側只讀迭代器可以通過如下方法定義和使用：

// 定義左側只讀迭代器
bimap::left_const_iterator it_left = bm.left.begin();

// 遍歷bimap中所有左側元素
for (; it_left != bm.left.end(); ++it_left)
{
    cout << "{" <first << "," <second << "}" << endl;
}

右側迭代器和左右迭代器的使用方式類似，這裡不再贅述。

三、Bimap容器的排序方式

在bimap中，我們可以根據左側或右側關鍵字進行排序。默認情況下，bimap是按照左側關鍵字排序的。如果需要按照右側關鍵字排序，則可以使用BOOST_BIMAP_RIGHT_MAP宏。

#include 
#include 
#include 

using namespace std;
using namespace boost::bimaps;

typedef boost::bimap<string, multiset_of<int>> bimap;

int main()
{
    // 使用右側關鍵字排序
    bimap bm = bimap(boost::bimaps::tagged<int, struct right_key>());

    // 插入元素
    bm.insert(bimap::value_type("one", 1));
    bm.insert(bimap::value_type("two", 2));
    bm.insert(bimap::value_type("three", 3));

    // 遍歷Bimap容器
    for (auto& item : bm)
    {
        cout << "{" << item.left << "," << item.right << "}" << endl;
    }

    return 0;
}

在上面的代碼示例中，我們使用了multiset_of作為右側關鍵字類型，並使用右側關鍵字排序。我們將三個元素插入到容器中，然後遍歷bimap並輸出結果。

四、Bimap容器的高級特性

Bimap還提供了許多高級特性，如多值映射，逆序操作等。這裡我們只介紹逆序操作。逆序操作既可以通過reverse_view函數實現，也可以通過BOOST_BIMAP_SYMMETRIC_BASE宏來實現。

#include 
#include 

using namespace std;
using namespace boost::bimaps;

typedef boost::bimap<int, string> bimap;

int main()
{
    //定義一個雙向映射容器
    bimap bm;

    // 插入元素
    bm.insert(bimap::value_type(1, "one"));
    bm.insert(bimap::value_type(2, "two"));
    bm.insert(bimap::value_type(3, "three"));

    // 創建逆向操作
    bimap inverse_bm = bm.inverse();

    // 遍歷Bimap容器
    for (auto& item : inverse_bm)
    {
        cout << "{" << item.left << "," << item.right << "}" << endl;
    }

    return 0;
}

在上面的代碼示例中，我們定義一個bimap，將三個元素插入到其中。然後，我們通過調用inverse函數創建了一個逆向操作。逆向操作的左右關鍵字顛倒，但其餘方面與原始容器相同。最後，我們使用for循環遍歷逆向操作（即交換了左右關鍵字的容器）並輸出結果。