STL容器详解——map容器

一、map容器介绍

作为关联式容器的一种，map 容器存储的都是 pair 对象，也就是用 pair 类模板创建的键值对。其中，各个键值对的键和值可以是任意数据类型，包括 C++ 基本数据类型（int、double 等）、使用结构体或类自定义的类型。

通常情况下，map 容器中存储的各个键值对都选用 string 字符串作为键的类型。

需要注意的是，使用 map 容器存储的各个键值对，键的值既不能重复也不能被修改。换句话说，map 容器中存储的各个键值对不仅键的值独一无二，键的类型也会用 const 修饰，这意味着只要键值对被存储到 map 容器中，其键的值将不能再做任何修改。

前面提到，map 容器存储的都是 pair 类型的键值对元素，更确切的说，该容器存储的都是 pair<const K, T> 类型（其中 K

和 T 分别表示键和值的数据类型）的键值对元素。

map头文件:#include <map>

map 容器的模板定义如下：

	template<class Key,					//指定键（Key）
			class T,					//指定值（value）
			class Compare = less<Key>	//指定排序规则less(从小到大)
			class Alloc = allocator<pair<const Key, T>>	//指定分配器对象的类型
			>class map;

map 容器模板有 4 个参数，其中后 2 个参数都设有默认值。大多数场景中，我们只需要设定前 2 个参数的值，有些场景可能会用到第 3 个参数，但最后一个参数几乎不会用到。

二、 map容器的创建

map 容器的模板类中包含多种构造函数，因此创建 map 容器的方式也有多种。

1. 通过调用 map 容器类的默认构造函数，可以创建出一个空的 map 容器，比如：

	std::map<std::string, int>myMap;

通过此方式创建出的 myMap 容器，初始状态下是空的，即没有存储任何键值对。鉴于空 map 容器可以根据需要随时添加新的键值对，因此创建空 map 容器是比较常用的。

2. 在创建 map 容器的同时进行初始化，比如:

	std::map<std::string, int>myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };

由此，myMap 容器在初始状态下，就包含有 2 个键值对。

map 容器中存储的键值对，其本质都是 pair 类模板创建的 pair 对象。因此，下面程序也可以创建出一模一样的 myMap 容器：

	std::map<std::string, int>myMap{std::make_pair("C语言教程",10),std::make_pair("STL教程",20)};

3. 在某些场景中，通过调用 map 容器的拷贝（复制）构造函数,可以利用先前已创建好的 map 容器，再创建一个新的 map 容器。例如：

	std::map<std::string, int>newMap(myMap);

C++ 11 标准中，还为 map 容器增添了移动构造函数。当有临时的 map 对象作为参数，传递给要初始化的 map 容器时，此时就会调用移动构造函数。举个例子：

	#创建一个会返回临时 map 对象的函数
	std::map<std::string,int> disMap() {
	    std::map<std::string, int>tempMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
	    return tempMap;
	}
	//调用 map 类模板的移动构造函数创建 newMap 容器
	std::map<std::string, int>newMap(disMap());

4. map 类模板还支持取已建 map 容器中指定区域内的键值对，创建并初始化新的 map 容器。例如：

	std::map<std::string, int>myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
	std::map<std::string, int>newMap(++myMap.begin(), myMap.end());

这里，通过调用 map 容器的双向迭代器，实现了在创建 newMap 容器的同时，将其初始化为包含一个 {"STL教程",20} 键值对的容器。

5. 在以上几种创建 map 容器的基础上，我们都可以手动修改 map 容器的排序规则。默认情况下，map 容器调用 std::less 规则，根据容器内各键值对的键的大小，对所有键值对做升序排序。
   如下 2 行创建 map 容器的方式，其实是等价的:

	std::map<std::string, int>myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
	std::map<std::string, int, std::less<std::string> >myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };

下面程序手动修改了 myMap 容器的排序规则，令其作降序排序：

	std::map<std::string, int, std::greater<std::string> >myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };

此时，myMap 容器内部键值对排列的顺序为：

	<"STL教程", 20>
	<"C语言教程", 10>

在某些特定场景中，我们还需要为 map 容器自定义排序规则。

三、map容器循环遍历

map容器遍历数据可以使用迭代器iterator实现，相关代码如下：

	#include <cstdio>
	#include <iostream>
	#include <map>
	using namespace std;
	
	int main()
	{
	    std::map<string, int> KG{ {"小明", 163} };
	    KG["小王"] = 183;
	    KG.insert(make_pair("小白",53 ));
	
	    std::map<string, int>::iterator iter;
	    for (iter = KG.begin(); iter != KG.end(); iter++)
	    {
	        cout << "姓名：" << iter->first << " 身高：" << iter->second << " " << KG[iter->first] << endl;
	    }
	
	    return 0;
	}

还有另一种写法：

	for (auto it : KG)
    {
        cout << "姓名：" << it.first << " 身高：" << it.second << " " << KG[it.first] << endl;
    }

四、 C++ map容器包含的成员函数：

表 中列出了 map 容器提供的常用成员方法以及各自的功能。

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
find(key)	在 map 容器中查找键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
empty()	若容器为空，则返回 true；否则 false。
size()	返回当前 map 容器中存有键值对的个数。
max_size()	返回 map 容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。
operator[]	map容器重载了 [] 运算符，只要知道 map 容器中某个键值对的键的值，就可以向获取数组中元素那样，通过键直接获取对应的值。
at(key)	找到 map 容器中 key 键对应的值，如果找不到，该函数会引发 out_of_range 异常。
insert()	向 map 容器中插入键值对。
erase()	删除 map 容器指定位置、指定键（key）值或者指定区域内的键值对。后续章节还会对该方法做重点讲解。
swap()	交换 2 个 map 容器中存储的键值对，这意味着，操作的 2 个键值对的类型必须相同。
clear()	清空 map 容器中所有的键值对，即使 map 容器的 size() 为 0。
emplace()	在当前 map 容器中的指定位置处构造新键值对。其效果和插入键值对一样，但效率更高。
count(key)	在当前 map 容器中，查找键为 key 的键值对的个数并返回。注意，由于 map 容器中各键值对的键的值是唯一的，因此该函数的返回值最大为 1。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
cend()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
lower_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(key)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对（map 容器键值对唯一，因此该范围最多包含一个键值对）。

文章借鉴：http://c.biancheng.net/view/7173.html