C++ map 和 multimap 容器

阅读量：515 次

发布时间：2019-03-07

本文共 2334 字，大约阅读时间需要 7 分钟。

map与multimap容器简介

map和multimap是STL中常用的关联式容器，用于存储键值对。它们在数据结构和操作上与set/multiset类似，但额外提供了键值存储的功能。以下是关于map和multimap的详细说明。

map容器

map是标准的关联式容器，每个键值对由键(key)和值(value)组成。map的特点是键是唯一的，每个键只能出现一次。这使得map非常适合需要快速检索和唯一性保证的场景。

map的特点

键唯一性：map中的键是唯一的，插入重复键会导致失败。

高效操作：map的插入、删除和查找操作都比vector快很多，因为它内部采用了平衡二叉树的红黑树结构。

直接访问：通过[]操作符可以直接获取指定键的值。

默认排序：map默认按键顺序存储，键的比较使用less函数。如果需要倒序存储，可以使用greater作为比较器。

迭代器支持：map提供五种迭代器（begin、end、rbegin、rend），可以用来遍历容器中的元素。

map的构造

map的构造有两种方式：无参构造和带参构造。

无参构造：map<int, string> m1; 会创建一个默认排序的map。

带参构造：可以通过两个迭代器或者另一个map来构造。例如：

map
     
       m5(m1.begin(), m1.end());map
      
        m6(m3);

可以通过拷贝构造函数或赋值构造函数来初始化map。

multimap容器

multimap与map的主要区别在于键的唯一性。multimap允许相同的键出现多次，这使其在存储多个相同键值对时非常有用。

multimap的特点

键可重复：同一个键可以出现多次。

操作方式：与map类似，但不支持直接通过[]操作符获取值。

默认排序：multimap默认按键顺序存储，键的比较同样使用less函数。

迭代器支持：multimap也提供五种迭代器，用于元素的遍历。

map和multimap的区别对比

特性	map	multimap
键唯一性	唯一（每个键只能出现一次）	可重复（允许多个相同键）
[]操作符支持	支持（直接获取值）	不支持
元素个数获取	1（如果键存在）或0（如果键不存在）	可能大于1（如果键存在多次）
适用场景	存储唯一的键值对	存储多个相同的键值对

map和multimap的操作

1. 插入操作

可以通过以下方式插入元素到map或multimap中：

构造pair对象：
```
m.insert(std::make_pair(1, "张三"));
```
如果键已经存在，插入失败。

使用value_type：
```
m.insert(map
     
      ::value_type(2, "李四"));
     
```
value_type是pair<int, string>，可以直接构造键值对。

直接使用[]操作符：
```
m[4] = "赵六";m[4] = "韩七"; // 覆盖操作
```
如果键不存在，插入并初始化值为默认；如果键存在，直接覆盖值。

2. 迭代操作

通过迭代器可以遍历map或multimap中的元素：

返回第一个元素：
```
auto it = m.begin();
```

返回最后一个元素：
```
auto it = m.end();
```

逆向迭代：

auto r_it = m.rbegin();auto rend = m.rend();

遍历示例：

for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ++it) {    cout << "key: " << it->first << " value: " << it->second << endl;}

3. 排序与交换

map和multimap默认以键的顺序存储，可以通过指定比较器来改变排序方式：

默认排序：
```
map
     
       m1;
     
```

倒序排序：
```
map
     
```

> m2;

交换容器：

m3.swap(m2); // 交换m3和m2的元素

4. 容器操作

删除元素：

m.erase(m.begin());m.erase(beg, end);m.erase(key); // 删除指定键的对组

删除所有元素：
```
m.clear();
```

获取元素个数：
```
m.size();
```

判断是否为空：
```
m.empty();
```

5. 查找操作

查找键是否存在：

auto it = m.find(key);if (it != m.end()) {    // 存在键，获取对应的值} else {    // 键不存在}

multimap的查找：

auto mit = m2.find(key);if (mit != m2.end()) {    // 查找多个键值对}

获取键值对个数：
```
m.count(key);
```

查找范围：
```
auto lower = m.lower_bound(key);auto upper = m.upper_bound(key);auto range = m.equal_range(key);
```
equal_range 返回的是一个pair<iterator, iterator>，分别表示范围的起始和结束。