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C++stl map容器详解

news 来源：原创 2025/6/24 2:06:11

C++map容器详解

求关注

一、Map容器概述
map是C++标准模板库（STL）中的关联式容器，以键值对（Key-Value）形式存储数据，底层通过红黑树（一种自平衡二叉搜索树）实现。其核心特性包括：

自动排序：元素按Key的升序排列，无需手动排序。
唯一键值：每个Key在容器中唯一，若重复插入则覆盖或忽略（取决于插入方式）。
高效操作：插入、删除、查找的时间复杂度为O(log n)，适合频繁查找的场景。

示例：定义map

C++

#include <map>
#include <string>
using namespace std;

map<int, string> studentMap;  // Key为int类型，Value为string类型

二、Map核心操作

1. 插入数据

三种常用插入方式：

insert()函数：安全插入，若Key已存在则不会覆盖。

C++

studentMap.insert(pair<int, string>(101, "Alice"));
studentMap.insert(map<int, string>::value_type(102, "Bob"));
studentMap.insert(make_pair(103, "Charlie"));  // 推荐简洁写法

数组[]操作符：若Key存在则覆盖Value。

C++

studentMap[104] = "David";  // 若104不存在则插入，存在则更新

返回值判断：通过pair<iterator, bool>检查插入是否成功37。

C++

复制

auto result = studentMap.insert(make_pair(101, "Eve"));
if (!result.second) cout << "Key 101已存在！";

2. 查找与访问

find()函数：返回迭代器，未找到时指向end()14。

C++

auto it = studentMap.find(102);
if (it != studentMap.end()) 
    cout << "找到：" << it->second;  // 输出Bob

count()函数：返回Key是否存在（0或1）。
lower_bound()与upper_bound()：用于范围查找。

3. 删除数据

按Key删除：erase(key)
按迭代器删除：erase(iterator)

范围删除：erase(start_iterator, end_iterator)

C++

studentMap.erase(103);  // 删除Key为103的元素
auto it = studentMap.find(104);
if (it != studentMap.end()) studentMap.erase(it);

4. 遍历元素

迭代器遍历：

C++

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

C++11范围循环：

C++

for (auto& entry : studentMap) 
    cout << entry.first << ": " << entry.second << endl;

三、高级技巧与注意事项

1. 自定义排序规则

默认按Key升序排列，若需自定义排序，可提供比较函数：

C++

复制

struct CompareDesc {
    bool operator()(const int& a, const int& b) const {
        return a > b;  // 降序排列
    }
};
map<int, string, CompareDesc> customMap;

2. 性能优化

避免频繁插入删除：红黑树结构调整有开销。
预分配空间：若已知元素数量，可提前预留内存。

3. 常见问题

迭代器失效：删除元素时需注意，正确写法为erase(it++)。
键不可修改：Key为常量，需先删除旧键再插入新键。

四、应用实例

案例：统计单词频率

C++

复制

map<string, int> wordCount;
string word;
while (cin >> word) 
    wordCount[word]++;  // 自动初始化并统计

for (auto& entry : wordCount) 
    cout << entry.first << ": " << entry.second << "次" << endl;