c++中 map的原理

时间: 2023-03-25 16:00:52 浏览: 62

STL中map详细介绍

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map 是一个容器,它用于储存数据并且能从一个数据集合中取出数据。它的数据组成包含两项,一个是它的数据值,一个是用于排序的关键字。其中关键字是惟一的,它用于将数据自动排序。而每个元素的数据值与关键字无关,可以直接改变。 ### STL中map详细介绍 #### 一、概述 `map`是C++标准模板库(STL)中的一个重要组件，属于关联容器的一种。它主要用于存储键值对，并能够通过键(key)快速检索数据。`map`的一个关键特性是其内部元素会根据键进行自动排序，而且这些键是唯一的。 #### 二、基本概念 `map`容器的数据结构通常基于红黑树实现，这种数据结构确保了插入、删除和查找操作的时间复杂度为O(log n)，这里n是指容器中的元素数量。`map`的基本组成部分包括键(key)和值(value)两部分，其中键是唯一的，用来索引值；值则可以根据需要进行更改。 #### 三、重要成员函数详解 ##### 1. `begin` - **功能**：返回指向容器中第一个元素的迭代器。 - **语法**：`const_iterator begin() const; iterator begin();` - **说明**： - 如果返回的是`const_iterator`，则意味着不能通过这个迭代器修改容器。 - 如果返回的是`iterator`，则可以通过这个迭代器修改容器。 - **返回值**：返回一个指向容器中第一个元素的双向迭代器。 **示例**： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, std::string> ctr; ctr[1] = "one"; ctr[2] = "two"; ctr[3] = "three"; for (auto it = ctr.begin(); it != ctr.end(); ++it) { std::cout << "Key: " << it->first << ", Value: " << it->second << std::endl; } return 0; } ``` **输出**： ``` Key: 1, Value: one Key: 2, Value: two Key: 3, Value: three ``` ##### 2. `clear` - **功能**：清空整个`map`容器，即移除所有元素。 - **语法**：`void clear();` - **说明**：此函数没有参数，调用后`map`容器将不再包含任何元素。 **示例**： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, std::string> ctr; ctr[1] = "one"; ctr[2] = "two"; ctr.clear(); if (ctr.empty()) { std::cout << "Container is empty." << std::endl; } return 0; } ``` **输出**： ``` Container is empty. ``` ##### 3. `count` - **功能**：统计指定键在`map`中出现的次数。 - **语法**：`size_type count(const key_type& k);` - **说明**：对于`map`来说，如果键不存在，则返回0；如果键存在，则返回1。 - **返回值**：返回键出现的次数。 **示例**： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, std::string> ctr; ctr[1] = "one"; ctr[2] = "two"; std::cout << "Count of key 1: " << ctr.count(1) << std::endl; std::cout << "Count of key 3: " << ctr.count(3) << std::endl; return 0; } ``` **输出**： ``` Count of key 1: 1 Count of key 3: 0 ``` ##### 4. `empty` - **功能**：判断`map`容器是否为空。 - **语法**：`bool empty() const;` - **说明**：如果容器为空，则返回`true`；否则返回`false`。 **示例**： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, std::string> ctr; if (ctr.empty()) { std::cout << "Container is empty." << std::endl; } else { std::cout << "Container is not empty." << std::endl; } return 0; } ``` **输出**： ``` Container is empty. ``` ##### 5. `end` - **功能**：返回指向容器中最后一个元素之后位置的迭代器。 - **语法**：`const_iterator end() const; iterator end();` - **说明**：此迭代器通常用于遍历容器时作为终止条件。 - **返回值**：返回一个指向容器末尾的迭代器。 **示例**： ```cpp #include <iostream> #include <map> int main() { std::map<int, std::string> ctr; ctr[1] = "one"; ctr[2] = "two"; for (auto it = ctr.begin(); it != ctr.end(); ++it) { std::cout << "Key: " << it->first << ", Value: " << it->second << std::endl; } return 0; } ``` **输出**： ``` Key: 1, Value: one Key: 2, Value: two ``` #### 四、总结 `map`容器提供了强大的数据管理和检索功能，尤其适用于需要通过唯一键快速访问数据的应用场景。通过上述介绍的成员函数，开发者可以灵活地操作和维护`map`容器中的数据，实现高效的数据管理。

C语言中没有内置的map数据结构，需要通过自定义实现。一种常见的实现方式是使用哈希表，即将键值对映射到一个数组中，通过哈希函数计算键的哈希值，将值存储在对应的数组位置中。当需要查找某个键对应的值时，再通过哈希函数计算出该键的哈希值，找到对应的数组位置，取出值即可。需要注意的是，哈希函数需要满足一定的要求，如尽可能均匀地将键映射到数组中，避免冲突等。

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c++中 map的原理

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