C++基础知识（八：STL标准库 Map和multimap ）

Map

C++ 标准模板库（STL）中的 map 容器是一种非常有用的关联容器，用于存储键值对（key-value pairs）。在 map 中，每个元素都由一个键和一个值组成，其中键是唯一的，而值则可以重复。

基本概念

键与值：键用于唯一标识一个元素，而值则是与键关联的数据。键和值通常以 std::pair 的形式存储，但在大多数操作中，你可以直接使用键和值。
排序：map 中的元素会根据键的比较进行排序。默认情况下，键按照升序排列，但可以通过提供自定义的比较函数或比较对象来改变排序方式。
查找效率：由于 map 内部通常使用红黑树实现，查找、插入和删除操作的时间复杂度为 O(log N)，其中 N 是容器中的元素数量。

声明和初始化

Cpp

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>// 声明一个 map，键为 int 类型，值为 std::string 类型
std::map<int, std::string> myMap;// 初始化 map
std::map<int, std::string> myMap = {{1, "apple"},{2, "banana"},{3, "cherry"}
};

插入元素

Cpp

myMap.insert({4, "date"}); // 使用 make_pair 或者直接初始化 pair
myMap[5] = "elderberry";   // 使用 [] 操作符，如果键不存在，会自动创建一个新的元素

访问元素

Cpp

std::string fruit = myMap[3]; // 获取键为3的值
fruit = myMap.at(3);           // 与[]类似，但会抛出异常如果键不存在

遍历 map

Cpp

for (const auto& element : myMap) {std::cout << element.first << ": " << element.second << std::endl;
}

或者使用迭代器：

Cpp

for (auto it = myMap.begin(); it != myMap.end(); ++it) {std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;
}

可能遇到的错误：

1。C++版本不够

查看一下自己的版本

我这个就是C++98，像auto这些都需要C++11以上的版本，升级版本大家可以自行搜索。

常用函数

find()：查找键是否存在，返回指向键的迭代器或 end() 如果找不到。
count()：返回键的数量，对于 map 总是返回 0 或 1。
erase()：删除指定键的元素，可以接受键或迭代器作为参数。
empty()：检查 map 是否为空。
size()：返回 map 中的元素数量。
clear()：删除 map 中的所有元素。

多值映射 multimap

multimap 是 C++ STL 中的一个关联容器，它类似于 map，但是它允许一个特定的键对应多个值。这意味着在 multimap 中，键可以不是唯一的，相同键的多个元素会被存储在一起，并且这些元素将根据它们的键按升序排序。

键值对存储： multimap 存储键值对，其中键用于索引，值是与键相关联的数据。键和值分别定义为模板参数的类型。
键的非唯一性：不同于 map，multimap 允许有多个元素拥有相同的键。这意味着你可以存储多个与同一键关联的值。
自排序： multimap 内部使用红黑树（一种自平衡的二叉搜索树）实现，这意味着元素会根据键的值自动排序。默认情况下，键按照升序排序，但你可以通过提供自定义的比较函数或比较对象来改变排序规则。
高效查找、插入和删除：由于使用了红黑树结构，multimap 的查找、插入和删除操作的时间复杂度都是 O(log n)，其中 n 是容器中的元素数。
迭代器稳定：当使用 erase 函数删除一个元素时，不会影响其他元素的位置，因此指向未被删除元素的迭代器和引用仍然是有效的。
成员函数： multimap 提供了一系列成员函数，如 insert、erase、find、count、equal_range 等，用于操作和查询容器。
大小和容量：它提供了 size、empty 和 max_size 成员函数，用于检查容器的当前大小、是否为空以及最大可能的大小。
迭代器和反向迭代器： multimap 支持正向迭代器和反向迭代器，允许你遍历整个容器或反向遍历容器。
键值对的访问：你可以使用 begin 和 end 成员函数获得迭代器，然后通过迭代器访问键值对。multimap 不支持 operator[]，因为键可能不是唯一的，但提供了 at 函数来访问键存在的元素，如果键不存在，at 将抛出 std::out_of_range 异常。

简单示例

#include <map>
#include <iostream>using namespace std;std::multimap<int, std::string> myMultimap;int main(int argc, char const *argv[])
{myMultimap.insert(std::make_pair(1, "apple"));myMultimap.insert(std::make_pair(1, "orange"));auto it = myMultimap.find(1);auto range = myMultimap.equal_range(1);for (const auto &element : myMultimap){std::cout << element.first << ": " << element.second << endl;}std::cout << "delete data" << std::endl;myMultimap.erase(myMultimap.begin()); // 删除第一个元素myMultimap.erase(1);                  // 删除所有键为1的元素for (const auto &element : myMultimap){std::cout << element.first << ": " << element.second << endl;}return 0;
}

常用函数

insert(const value_type& val) 和 insert(value_type&& val): 向 multimap 插入一个元素。可以插入一个键值对，如果键已经存在，新值将被插入在现有相同键值对后面。
insert(InputIterator first, InputIterator last): 插入从迭代器 first 到 last 的一系列元素。
insert(const_iterator hint, const value_type& val): 插入一个元素，并给出一个迭代器作为插入点的提示，但实际插入位置由键的顺序决定。
erase(const key_type& k): 删除所有键为 k 的元素，返回被删除的元素数量。
erase(iterator position): 删除由 position 指向的单个元素。
erase(iterator first, iterator last): 删除由 [first, last) 范围内的所有元素。
swap(multimap& x): 与另一个 multimap 交换内容。
clear(): 清空 multimap，移除所有元素。
find(const key_type& k): 返回指向第一个键为 k 的元素的迭代器，如果未找到则返回 end()。
count(const key_type& k): 返回键为 k 的元素数量。
equal_range(const key_type& k): 返回键为 k 的所有元素的范围，返回一个包含两个迭代器的 std::pair，分别指向第一个和最后一个键为 k 的元素。