C++中map 字典的基本使用教程
前言
在 C++ 中，map 是關(guān)聯(lián)容器的一種，關(guān)聯(lián)容器將值與鍵關(guān)聯(lián)到一起，并使用鍵來(lái)查找值。這與 python 中的字典類(lèi)型類(lèi)似，也是用來(lái)存儲(chǔ)鍵-值對(duì)（key-value） 形式的數(shù)據(jù)的，其同樣具有遍歷、插入、查詢、刪除等功能，下面將一一介紹。
1、map 類(lèi)型的聲明
若想在 C++ 中使用 map 類(lèi)型創(chuàng)建字典，則需要包含 map 頭文件，如下：
#include <map>
map 類(lèi)型的定義如下：
map<KeyType, ValueType> dict;
其中，KeyType 代表鍵的數(shù)據(jù)類(lèi)型，ValueType 代表值的數(shù)據(jù)類(lèi)型。KeyType 默認(rèn)是 const 類(lèi)型，即鍵在確認(rèn)之后為只讀數(shù)據(jù)。另外，在一個(gè) map 數(shù)據(jù)中，一個(gè)鍵只能出現(xiàn)一次；而在 multimap 類(lèi)型數(shù)據(jù)中，一個(gè)鍵可以出現(xiàn)多次，本次主要討論 map 數(shù)據(jù)。看下面一個(gè)例子：
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;
int main(void)
{
map<string, int> dict{{"key1", 2}}; // 定義一個(gè) map 類(lèi)型數(shù)據(jù)
dict["key2"] = 3; // 創(chuàng)建并賦值
dict["key3"] ;
cout << "length of dict: " << dict.size() << endl; // 長(zhǎng)度
cout << dict["key1"] << endl; // 查找
cout << dict["key2"] << endl;
cout << dict["key3"] << endl; // 值默認(rèn)為0
}
//======= 運(yùn)行結(jié)果如下 ========//
length of dict: 2
2
3
0
例子中首先聲明了一個(gè) map 類(lèi)型數(shù)據(jù) dict ，key 的數(shù)據(jù)類(lèi)型為 string ，value 的數(shù)據(jù)類(lèi)型為 int。初始化時(shí)注意一對(duì)鍵值對(duì)要放在一對(duì)花括號(hào){}中，并用逗號(hào)隔開(kāi):
{key, value}
如果鍵 key 對(duì)還未出現(xiàn)在 dict 中，下標(biāo)運(yùn)算會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新元素，其值默認(rèn)為 0 。這里創(chuàng)建了三個(gè)鍵值對(duì)，一個(gè)key 為 字符串 "key1" ，值為 2；key 為 字符串 "key3" 的鍵值對(duì)由于未被賦值，因此其值默認(rèn)為 0 。
2、pair 類(lèi)型
上述 dict 字典中存儲(chǔ)的每一個(gè)數(shù)據(jù)都是 pair 類(lèi)型的數(shù)據(jù)，即 map 數(shù)據(jù)是一群 pair 類(lèi)型的集合。一個(gè) pair 保存兩數(shù)據(jù)成員： first 和 second，分別用來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)鍵值對(duì)的 鍵 和 值 ，其中 first 成員是 const 的，這也解釋了上面提到的 鍵在確認(rèn)之后為只讀數(shù)據(jù)。pair 的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)類(lèi)型定義在頭文件 utility 中，在定義一個(gè) pair 時(shí)，其默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化。一個(gè)例子如下：
int main(void)
{
pair<string, int> a_pair{"key", 1}; // 定義一個(gè) pair 并初始化
cout << a_pair.first << ": " << a_pair.second << endl;
}
// =========== 運(yùn)行結(jié)果 =========== //
key: 1
3、map 數(shù)據(jù)的遍歷
map 數(shù)據(jù)的遍歷主要有兩種方法，一個(gè)是直接遍歷，另一種是使用迭代器的遍歷。
1）直接遍歷：
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;
int main(void)
{
map<string, int> dict; // 定義一個(gè) map 類(lèi)型數(shù)據(jù)
dict["key1"] = 2; // 創(chuàng)建并賦值
dict["key2"] = 3; //
dict["key3"] ; // 默認(rèn)值為0
for(auto c : dict) // 遍歷，c++11 特有循環(huán)方式
{
cout << c.first << ": " << c.second << endl;
}
}
//============ 運(yùn)行結(jié)果 ============//
key1: 2
key2: 3
key3: 0
這種遍歷方式就是 for 循環(huán)直接遍歷。每次循環(huán)都會(huì)從 dict 中提取一個(gè) pair 類(lèi)型的對(duì)象存入 c 中以供后續(xù)操作。
2）使用迭代器遍歷
map 支持 vector 中的 begin、end、cbegin、cend 操作，因此我們可以使用這些函數(shù)獲取迭代器，然后使用迭代器來(lái)遍歷 map。begin、end 指向首元素以及尾元素之后位置（one past the last element）的迭代器，而容器中的元素位于 begin 與 end 之間，不包含 end，即是一個(gè)左閉右開(kāi)的區(qū)間：[begin，end)。cbegin、cend 是C++11引入的新標(biāo)準(zhǔn)，返回 const_iterator，只能用來(lái)讀取迭代器所指向內(nèi)容的數(shù)據(jù)，不能修改數(shù)據(jù) 。一個(gè)使用迭代器遍歷的例子如下：
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;
int main(void)
{
// 定義并初始化一個(gè) map 類(lèi)型數(shù)據(jù)
map<string, int> dict{{"key1", 1}, {"key2", 2}, {"key3", 3}};
auto map_it = dict.begin(); // 獲取指向首元素的迭代器
// 判斷范圍，比較當(dāng)前迭代器和尾后元素迭代器
while (map_it != dict.end())
{
cout << map_it->first << ": " << map_it->second << endl;
map_it++; // 迭代器遞增，移動(dòng)到下一個(gè)元素
}
}
4、添加元素
map 的 insert 成員函數(shù)用來(lái)添加一個(gè)元素或者一個(gè)元素范圍，emplace 成員函數(shù)用來(lái)添加單個(gè)元素。使用 insert 方法向 map 中添加元素的方法如下，不過(guò)常用的方式就是第一種方式，剩下的仨了解下就行。
dict.insert({"key", 1}) // 或者 dict.emplace({"key", 1})
dict.insert(make_pair("key", 1))
dict.insert(pair<string, int>("key", 1))
dict.insert(map<string, int>::value_type("key", 1))
另外對(duì)于一個(gè)不存在的鍵的單一元素的 insert 或者 emplace 的插入操作會(huì)返回一個(gè) pair ，告訴我們是否添加成功，該 pair 的 first 成員是一個(gè)迭代器，指向具有給定關(guān)鍵字的元素，second 成員是一個(gè) bool 值，指出元素是插入成功還是已存在于 dict 中，如果之前不存在，則返回true；如果先前已存在，則值為 false。
int main(void)
{
map<string, int> dict{{"key1", 1}}; // 定義一個(gè) map
auto ret1 = dict.insert({"key2", 1}); // 執(zhí)行插入操作，若 "key"不存在于dict中，則返回
cout << "attention: ret1.first is a iterator points the element we insert" << endl;
cout << ret1.first->first << ":" << ret1.first->second << endl;
cout << "key2 insert successfully? " << ret1.second << endl;
auto ret2 = dict.insert({"key1", 3}); // "key"已存在于dict中，則insert什么也不做
cout << "attention: ret2.first is a iterator points the element we insert" << endl;
cout << ret2.first->first << ":" << ret2.first->second << endl;
cout << "key1 insert successfully? " << ret2.second << endl;
}
//========= 運(yùn)行結(jié)果 ==========//
attention: ret1.first is a iterator points the element we insert
key2:1
key2 insert successfully? 1
attention: ret2.first is a iterator points the element we insert
key1:1
key1 insert successfully? 0
例子中的返回值 pair 的完整類(lèi)型如下：
pair<map<string, int>::iterator, bool>
但是！上面的 insert 方式還是麻煩了點(diǎn)，不如直接使用文章開(kāi)頭說(shuō)的下標(biāo)操作！如果鍵 key 對(duì)還未出現(xiàn)在 dict 中，下標(biāo)運(yùn)算會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新元素，其值默認(rèn)為 0 。
當(dāng)插入一個(gè)元素范圍時(shí)，可以做如下操作，這時(shí)沒(méi)有返回值。
dict.insert(dict2.begin(), dict2.end());
5、刪除元素
map 有三個(gè)版本的 erase 操作，分別如下：
1、dict.erase(key)
從 dict 中刪除 鍵 為 key 的元素，返回刪除元素的數(shù)量，對(duì)于 map 類(lèi)型來(lái)說(shuō)為 1。
2、dict.erase(p)
從 dict 中刪除迭代器 p 指定的元素。p 必須指向 dict 中一個(gè)真實(shí)元素且不能等于 dict.end()。返回一個(gè)指向 p 之后的元素的迭代器。
3、dict.erase(b, e)
從 dict 中刪除迭代器 b 和 e 之間的元素，返回e。
int main(void)
{
// 定義并初始化一個(gè) map 類(lèi)型數(shù)據(jù)
map<string, int> dict{{"key1", 1}, {"key2", 2}, {"key3", 3}, {"key4", 4}, {"key5", 5}};
int ret1 = dict.erase("key1"); // 刪除鍵為 "key1" 的元素
cout << "ret1: " << ret1 << endl;
auto ret2 = dict.erase(dict.begin()); // 使用迭代器
cout << "(ret2->first:ret2->second) = " << ret2->first << ":" << ret2->second << endl;
auto ret3 = dict.erase(dict.begin(), dict.end()); // 清空
cout << "ret3->first: " << ret3->first << endl;
}
//=========== 運(yùn)行結(jié)果 ============//
ret1: 1
(ret2->first:ret2->second) = key3:3
ret3->first:
6、訪問(wèn)元素
map 提供了一些查找元素的操作如下：
1、dict.find(key) // 返回一個(gè)迭代器 ，指向第一個(gè)鍵為 key 的元素，若 key 不存在于 dict 中，則返回 dict.end() 2、dict.count(key) // 返回鍵為 key 的元素的數(shù)量，對(duì)于 map 來(lái)說(shuō)，返回1 3、dict.lower_bound(key) // 返回一個(gè)迭代器，指向第一個(gè)鍵不小于 key 的元素 4、dict.upper_bound(key) // 返回一個(gè)迭代器，指向第一個(gè)鍵大于 key 的元素 5、dict.equal_range(key) // 返回一個(gè)迭代器pair，表示關(guān)鍵字恩于 key 的元素的范圍。如果不存在，則pair的兩個(gè)成員均為 //dict.end()
一般來(lái)說(shuō)，2~5的方法多用于 multimap 類(lèi)型的數(shù)據(jù)中。如果只是想查詢一個(gè)元素是否存在于 dict 中，則使用 find 是最好的選擇。
另外需要注意的是，如果使用下標(biāo)操作訪問(wèn)元素，如果該元素并不存在于 dict 中，則該操作會(huì)創(chuàng)建一個(gè)元素，因此，使用什么樣的訪問(wèn)方式需要根據(jù)我們的使用環(huán)境進(jìn)行選擇。
7、其他細(xì)節(jié)
map 是基于樹(shù)的結(jié)構(gòu)的，并且內(nèi)部元素是有序的，即是經(jīng)過(guò)鍵排序的：如果鍵的類(lèi)型是數(shù)字，則按照數(shù)字大小進(jìn)行排序，如果是 string，則按照字典序進(jìn)行排序。
總結(jié)
到此這篇關(guān)于C++中map、字典的基本使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ map字典使用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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