map,multimap,unordered_map,unordered_multimap的详解
1,map簡(jiǎn)介
map是STL的一個(gè)關(guān)聯(lián)容器,它提供一對(duì)一的hash。
- 第一個(gè)可以稱(chēng)為關(guān)鍵字(key),每個(gè)關(guān)鍵字只能在map中出現(xiàn)一次;
- 第二個(gè)可能稱(chēng)為該關(guān)鍵字的值(value);
map以模板(泛型)方式實(shí)現(xiàn),可以存儲(chǔ)任意類(lèi)型的數(shù)據(jù),包括使用者自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型。Map主要用于資料一對(duì)一映射(one-to-one)的情況,map內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)自建一顆紅黑樹(shù),這顆樹(shù)具有對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)排序的功能。在map內(nèi)部所有的數(shù)據(jù)都是有序的,后邊我們會(huì)見(jiàn)識(shí)到有序的好處。比如一個(gè)班級(jí)中,每個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)跟他的姓名就存在著一對(duì)一映射的關(guān)系。? ? ?
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2,map的功能
自動(dòng)建立key?- value的對(duì)應(yīng)。key 和 value可以是任意你需要的類(lèi)型,包括自定義類(lèi)型。
3,使用map
使用map得包含map類(lèi)所在的頭文件
#include <map>??//注意,STL頭文件沒(méi)有擴(kuò)展名.h
map對(duì)象是模板類(lèi),需要關(guān)鍵字和存儲(chǔ)對(duì)象兩個(gè)模板參數(shù):
std:map<int, string>?personnel;
這樣就定義了一個(gè)用int作為索引,并擁有相關(guān)聯(lián)的指向string的指針.
為了使用方便,可以對(duì)模板類(lèi)進(jìn)行一下類(lèi)型定義,
typedef?map<int,CString>?UDT_MAP_INT_CSTRING;
UDT_MAP_INT_CSTRING enumMap;
4,map的構(gòu)造函數(shù)
map共提供了6個(gè)構(gòu)造函數(shù),這塊涉及到內(nèi)存分配器這些東西,略過(guò)不表,在下面我們將接觸到一些map的構(gòu)造方法,這里要說(shuō)下的就是,我們通常用如下方法構(gòu)造一個(gè)map:
map<int,?string>?mapStudent;
5,插入元素
// 定義一個(gè)map對(duì)象 map<int,?string>?mapStudent;// 第一種 用insert函數(shù)插入pair mapStudent.insert(pair<int, string>(000, "student_zero"));// 第二種 用insert函數(shù)插入value_type數(shù)據(jù) mapStudent.insert(map<int, string>::value_type(001, "student_one"));// 第三種 用"array"方式插入 mapStudent[123] = "student_first"; mapStudent[456] = "student_second";以上三種用法,雖然都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入,但是它們是有區(qū)別的,當(dāng)然了第一種和第二種在效果上是完成一樣的,用insert函數(shù)插入數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)的?插入上涉及到集合的唯一性這個(gè)概念,即當(dāng)map中有這個(gè)關(guān)鍵字時(shí),insert操作是不能在插入數(shù)據(jù)的,但是用數(shù)組方式就不同了,它可以覆蓋以前該關(guān)鍵字對(duì)?應(yīng)的值,用程序說(shuō)明如下:
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上面這兩條語(yǔ)句執(zhí)行后,map中001這個(gè)關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的值是“student_one”,第二條語(yǔ)句并沒(méi)有生效,那么這就涉及到我們?cè)趺粗纈nsert語(yǔ)句是否插入成功的問(wèn)題了,可以用pair來(lái)獲得是否插入成功,程序如下
// 構(gòu)造定義,返回一個(gè)pair對(duì)象 pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (001, "student_one"));if(!Insert_Pair.second)cout << ""Error insert new element" << endl;?
我們通過(guò)pair的第二個(gè)變量來(lái)知道是否插入成功,它的第一個(gè)變量返回的是一個(gè)map的迭代器,如果插入成功的話Insert_Pair.second應(yīng)該是true的,否則為false。
6,?查找元素
當(dāng)所查找的關(guān)鍵key出現(xiàn)時(shí),它返回?cái)?shù)據(jù)所在對(duì)象的位置,如果沒(méi)有,返回iter與end函數(shù)的值相同。
// find 返回迭代器指向當(dāng)前查找元素的位置否則返回map::end()位置 iter = mapStudent.find("123");if(iter != mapStudent.end())cout<<"Find, the value is"<<iter->second<<endl; elsecout<<"Do not Find"<<endl;7,?刪除與清空元素
//迭代器刪除 iter = mapStudent.find("123"); mapStudent.erase(iter);//用關(guān)鍵字刪除 int n = mapStudent.erase("123"); //如果刪除了會(huì)返回1,否則返回0//用迭代器范圍刪除 : 把整個(gè)map清空 mapStudent.erase(mapStudent.begin(), mapStudent.end()); //等同于mapStudent.clear()8,map的大小
在往map里面插入了數(shù)據(jù),我們?cè)趺粗喇?dāng)前已經(jīng)插入了多少數(shù)據(jù)呢,可以用size函數(shù),用法如下:
int nSize = mapStudent.size();?9,map的基本操作函數(shù):
?C++?maps是一種關(guān)聯(lián)式容器,包含“關(guān)鍵字/值”對(duì)
?????begin()?????????返回指向map頭部的迭代器
?????clear()????????刪除所有元素
?????count()?????????返回指定元素出現(xiàn)的次數(shù)
?????empty()?????????如果map為空則返回true
?????end()???????????返回指向map末尾的迭代器
?????equal_range()???返回特殊條目的迭代器對(duì)
?????erase()?????????刪除一個(gè)元素
?????find()??????????查找一個(gè)元素
?????get_allocator()?返回map的配置器
?????insert()????????插入元素
?????key_comp()??????返回比較元素key的函數(shù)
?????lower_bound()???返回鍵值>=給定元素的第一個(gè)位置
?????max_size()??????返回可以容納的最大元素個(gè)數(shù)
?????rbegin()????????返回一個(gè)指向map尾部的逆向迭代器
?????rend()??????????返回一個(gè)指向map頭部的逆向迭代器
?????size()??????????返回map中元素的個(gè)數(shù)
?????swap()???????????交換兩個(gè)map
?????upper_bound()????返回鍵值>給定元素的第一個(gè)位置
?????value_comp()?????返回比較元素value的函數(shù)
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multimap基本用法
multimap和map的功能類(lèi)似,就不一一介紹了,下面主要說(shuō)一下這兩者的不同:
1、multimap中的key可以重復(fù)
2、multimap中沒(méi)有重載operator[ ]功能
?
談?wù)剈nordered_map和map的區(qū)別
1、內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)理不同:
map :map內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了一個(gè)紅黑樹(shù)(紅黑樹(shù)是非嚴(yán)格平衡二叉搜索樹(shù),而AVL是嚴(yán)格平衡二叉搜索樹(shù)),紅黑樹(shù)具有自動(dòng)排序的功能,因此map內(nèi)部的所有元素都是有序的,紅黑樹(shù)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表著map的一個(gè)元素。因此,對(duì)于map進(jìn)行的查找、刪除,添加等一系列的操作都相當(dāng)于是對(duì)紅黑樹(shù)進(jìn)行的操作。map中的元素是按照二叉搜索樹(shù) (又名兒茶查找樹(shù)、二叉排序樹(shù)–特點(diǎn)就是左子樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的鍵值都小于根節(jié)點(diǎn)的鍵值,右子樹(shù)所有節(jié)點(diǎn)的鍵值都大于根結(jié)點(diǎn)的鍵值)存儲(chǔ)的,使用中序遍歷可將鍵值按照從小到大遍歷出來(lái)。
unordered_map :unordered_map內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了一個(gè)哈希表 (也叫散列表,通過(guò)把關(guān)鍵碼值映射到Hash表中一個(gè)位置來(lái)訪問(wèn)記錄,查找的時(shí)間復(fù)雜度可達(dá)到O(1),其在海量數(shù)據(jù)處理中有著廣泛應(yīng)用)。因此,其元素的排列順序都是無(wú)序的。哈表的概念見(jiàn):詳談哈希表。
2、談?wù)劯髯缘膬?yōu)缺點(diǎn):
- map
-
1、優(yōu)點(diǎn):
????(1)有序性,這是map結(jié)構(gòu)最大的有點(diǎn),其元素的有序性在很多應(yīng)用中都會(huì)簡(jiǎn)化很多的操作。
????(2)紅黑樹(shù),內(nèi)部實(shí)現(xiàn)一個(gè)紅黑樹(shù)使得map的很多操作在lgn的時(shí)間復(fù)雜度下就可以實(shí)現(xiàn),因此效率非常的高。
2、缺點(diǎn):空間占用率高,因?yàn)閙ap內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了紅黑樹(shù),雖然提高了運(yùn)行效率,但是因?yàn)槊恳粋€(gè)節(jié)點(diǎn)都需要額外保存父節(jié)點(diǎn)、孩子節(jié)點(diǎn)和紅/黑性質(zhì),使得每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都占用大量的空間。
3、適用處:對(duì)于那些有順序要求的問(wèn)題,用map會(huì)更高效一些。
- unordered_map
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1、優(yōu)點(diǎn):因?yàn)閮?nèi)部實(shí)現(xiàn)了哈希表,因此其查找速度非常的快。
2、缺點(diǎn):哈希表的建立比較耗費(fèi)時(shí)間
3、適用處:對(duì)于查找問(wèn)題,unordered_map?會(huì)更加高效一些,因此遇到查找問(wèn)題,常會(huì)考慮一下用unordered_map
3、總結(jié):
1、內(nèi)存占有率的問(wèn)題就轉(zhuǎn)化成紅黑樹(shù) VS Hash表,還是unorder_map占用的內(nèi)存要高。
2、但是unorder_map執(zhí)行效率要比map高很多
3、對(duì)于unordered_map 或unordered_set 容器,其遍歷順序與創(chuàng)建該容器時(shí)輸入的順序不一定相同,因?yàn)楸闅v是按照哈希表從前往后依次遍歷的。
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unordered_multimap用法
unordered_map?是一個(gè)封裝哈希表的無(wú)序容器。容器中每個(gè)元素都是 key/value,每個(gè) key 僅可出現(xiàn)一次。
unordered_multimap?是一個(gè)封裝哈希表的無(wú)序容器。容器中每個(gè)元素都是 key/value,每個(gè) key 可重復(fù)出現(xiàn)。
unordered_map?和?unordered_multimap?都是基于哈希表實(shí)現(xiàn)的,而且沖突策略采用的是鏈地址法。示意圖如下:
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操作與unordered_map相似
總結(jié)
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