C++ map & multimap 容器：赋值、排序、大小与删除操作

概述

map和multimap是C++ STL中的关联容器，它们存储的是键值对(key-value pairs)，并且会根据键(key)自动排序。两者的主要区别在于：

map不允许重复的键
multimap允许重复的键

本文将详细解析示例代码中涉及的map操作，包括赋值、排序、大小查询 和删除等核心功能。

1. 头文件与命名空间

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#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

#include <map>：必须包含的头文件，提供map和multimap的实现
using namespace std：使用标准命名空间，避免每次都要写std::

2. 自定义排序规则（仿函数）

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class CompareInt {
public:
    bool operator()(const int& left, const int& right) const {
        return left > right;  // 降序排序
    }
};

仿函数(Functor) ：重载了()运算符的类，可以像函数一样调用
这里实现了降序排序 规则，当left > right时返回true
注意operator()应该声明为const，因为它不修改对象状态

3. map的声明与初始化

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map<int, string> mapStu;  // 默认less 升序排序
//map<int, string,greater<int>> mapStu;  // greater 降序排序
//map<int, string,CompareInt> mapStu;  // 使用自定义仿函数

默认排序 ：不指定第三个模板参数时，使用less<Key>，即升序排序
内置排序规则 ：可以使用greater<Key>实现降序排序
自定义排序：通过传递自定义的仿函数类型作为第三个模板参数

4. 插入元素

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mapStu.insert(pair<int, string>(2, "小明"));
mapStu.insert(pair<int, string>(3, "廉颇"));
mapStu.insert(pair<int, string>(1, "妲己"));
mapStu.insert(pair<int, string>(4, "庄周"));

insert()：插入键值对
使用pair构造键值对，first是键，second是值
插入后元素会根据键自动排序

5. 拷贝构造与赋值

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map<int, string> mapB(mapStu);   // 拷贝构造
map<int, string> mapC = mapStu;  // 赋值操作

拷贝构造：创建一个新map并复制所有元素
赋值操作：将已有map的所有元素复制到另一个map
两种方式都会创建与原map完全相同的新容器

6. 元素访问与修改

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mapC[3] = "小乔";  // 通过键访问并修改值

operator[]：通过键访问对应的值
如果键不存在，会自动插入该键，值为默认构造

7. 交换操作

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mapC.swap(mapB);  // 交换两个map的内容

swap()：高效交换两个map的内容
实际只交换内部指针，不复制元素，时间复杂度O(1)

8. 删除操作

8.1 删除区间元素

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map<int, string>::iterator iBegin = mapB.begin();
++iBegin;
map<int, string>::iterator iEnd = mapB.end();
mapB.erase(iBegin, iEnd);  // 删除[iBegin, iEnd)区间

erase(beg, end) ：删除迭代器区间[beg, end)内的元素
区间是半闭半开 的，包含beg但不包含end
返回void（新标准返回下一个元素的迭代器）

8.2 删除单个元素

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mapC.erase(mapC.begin());  // 删除第一个元素
mapC.erase(4);             // 删除键为4的元素

erase(pos) ：删除迭代器pos指向的元素
erase(key) ：删除所有键等于key的元素（对于map最多一个）

8.3 清空容器

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mapC.clear();  // 清空所有元素

clear()：删除容器中的所有元素，使size为0

8.4 删除结果检查

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map<int, string, greater<int>>::size_type st = mapStu.erase(5);
cout << "st = " << st << endl;  // 输出删除的元素个数

**erase(key)**返回删除的元素个数
对于map，返回值只能是0或1
对于multimap，返回值可以是任意非负整数

9. 大小查询

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if (!mapC.empty()) {
    cout << "mapC的大小: " << mapC.size() << endl;
}

empty()：检查容器是否为空
size()：返回容器中元素的个数
通常先检查empty()再调用size()更安全

10. 迭代器遍历

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for (map<int, string, CompareInt>::iterator it = mapStu.begin(); 
     it != mapStu.end(); it++) {
    cout << "key: " << (*it).first << "  value: " << (*it).second << endl;
}

begin()/end()：获取首元素和尾后迭代器
迭代器解引用得到pair<const Key, Value>
可以用it->first和it->second访问键和值

完整代码回顾

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#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

// 仿函数用于比较int（降序排序）
class CompareInt {
public:
    bool operator()(const int& left, const int& right) const {
        return left > right;    // 降序排序
    }
};

int main(void) {
    map<int, string> mapStu;  // 默认less 升序排序
    //map<int, string,greater<int>> mapStu;  // greater 降序排序
    
    // 使用自定义的仿函数作为比较器
    //map<int, string,CompareInt> mapStu;  

    mapStu.insert(pair<int, string>(2, "小明"));
    mapStu.insert(pair<int, string>(3, "廉颇"));
    mapStu.insert(pair<int, string>(1, "妲己"));
    mapStu.insert(pair<int, string>(4, "庄周"));

    // map对象的拷贝构造与赋值
    map<int, string> mapB(mapStu);   // 拷贝构造
    for (map<int, string>::iterator it = mapB.begin(); it != mapB.end(); it++) {
        cout << "key: " << (*it).first << "  value: " << (*it).second << endl;
    }
    cout << endl;

    map<int, string> mapC = mapStu;  // 赋值
    for (map<int, string>::iterator it = mapC.begin(); it != mapC.end(); it++) {
        cout << "key: " << (*it).first << "  value: " << (*it).second << endl;
    }
    cout << endl;

    mapC[3] = "小乔";
    mapC.swap(mapB);

    // map的删除
    map<int, string>::iterator iBegin = mapB.begin();
    ++iBegin;
    map<int, string>::iterator iEnd = mapB.end();
    mapB.erase(iBegin, iEnd);  // 删除区间

    mapC.erase(mapC.begin());  // 删除第一个元素
    mapC.erase(4);             // 删除key为4的元素
    mapC.clear();              // 清空容器

    map<int, string, greater<int>>::size_type st = mapStu.erase(5);
    cout << "st = " << st << endl;  // 输出删除个数

    // map的大小
    if (!mapC.empty()) {
        cout << "mapC的大小: " << mapC.size() << endl;
    }

    // 遍历map
    for (map<int, string, CompareInt>::iterator it = mapStu.begin(); 
         it != mapStu.end(); it++) {
        cout << "key: " << (*it).first << "  value: " << (*it).second << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}