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一、了解

map提供了 key-value(键值对)的存储机制，这使得map成为处理具有唯一键的关联数据的理想选择。无重复值且有序。

• map特性
  • 键值对存储：每个键都有一个值对应。
  • 自动排序：map内部是平衡二叉搜索树（一般用红黑树）。可以自动排序
  • 元素具有唯一性：key对应唯一value
  • 直接访问：用键key来访问值
  • 灵活操作：有许多方便的操作
• map的时间复杂度
  • 插入操作：O(log n)，其中n是std::map中元素的数量。这是因为需要在平衡二叉树中找到合适的位置来插入新元素。
  • 删除操作：删除操作的时间复杂度同样为O(log n)，需要找到要删除的元素并在保持树平衡的同时移除它。
  • 查找操作：查找操作的时间复杂度也是O(log n)，由于std::map的有序性，可以快速定位到任何键。
  • 遍历操作：遍历std::map的时间复杂度为O(n)，因为需要访问容器中的每个元素。

• 常见问题

• 1、map和unordered_map有什么区别？

  • 内部实现：map基于红黑树，元素有序；unordered_map()基于哈希表元素无序。
  • 性能：对于map，查找、插入和删除操作的时间复杂度通常是O(log n)。对于unordered_map，这些操作的平均时间复杂度是O(1)，但最坏情况下是O(n)。
  • 内存消耗：由于哈希表的开销，unordered_map可能会比std::map消耗更多内存。
  • 排序：map中的元素按照键自动排序；unordered_map中的元素没有排序。

• 2、如何在map中用键key来查找值？

  • find(key)函数可以返回迭代器。用它来访问。
  • 只要find返回的迭代器不等于 end（）就说明找到了。

• 3、迭代器失效？

  • 删除时，被删除元素的迭代器会失效。【与list相同】
  • 插入时，不会失效。【与list相同】
  • map是双向迭代器

• 4、map：：emplace和map：：insert的区别？

  • emplace直接构造元素。不会移动构造。
  • insert需要移动构造，内存消耗大。

• 使用map所需要的头文件

#include <map>

二、初始化

1、pair的使用

• pair头文件

它的头文件是 
#include< utility>

1.1、构造pair

• 构造pair<Type1 , Type2 >
  • 记住make_pair的使用，这个经常用。

int main(int argv,char* argc[]){pair<string ,int>p1;pair<string ,int>p2=p1;pair<string ,int>p3(p2);pair<string ,int>p4={"1",1};pair<string ,int>p5=make_pair("1",1);
}

1.2、访问pair

• first(): 访问第一个
• second(): 访问第二个

int main(int argv,char* argc[]){pair<int ,int>p1{1,3};cout<<p1.first<<endl;//1cout<<p1.second<<endl;//3
}

1.3、pair交换操作

• swap（other_pair）
  • 当前pair与另一个pair交换

int main(int argv,char* argc[]){pair<int,int>p1{1,3};pair<int,int> p2=make_pair(2,4);p1.swap(p2);cout<<p1.first<<endl;//2cout<<p1.second<<endl;//4
}

2、初始化map操作

map<KeyType, ValueType> myMap;
键类型 KeyType：必须支持 < 运算符，或传入自定义比较函数。
值类型 ValueType：任意类型（包括自定义类型）。

• 例子

int main(int argv,char* argc[]){pair<int,int>p1{1,3};pair<int,int>p2{2,4};map<int,int>map1;map<int,int>map2=map1;map<int,int>map3(map2);map<int,int>map4={{1,3},{2,4}};//大括号来初始化map<int,int>map5{{1,3},{2,4}};//大括号来初始化map<int,int>map6={pair<int,int>(3,5)};//使用pairmap<int,int>map7={p1,p2};//使用pair
}

• 如果我需要不同类型的排序
  • 需要自己重载

map<int, string> m1;                      // 键默认升序
map<int, string, greater<int>> m2;        // 键降序排列// 自定义键类型的比较规则（假设 Key 是自定义类型）
struct Key { int id; string name; };
struct KeyCompare {bool operator()(const Key& a, const Key& b) const {return a.id < b.id || (a.id == b.id && a.name < b.name);}
};
map<Key, string, KeyCompare> customMap;

三、函数使用

1、总结

2、例子

2.1、插入操作

• insert( key-value )
  • 直接插入键值

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};map1.insert(pair<int,int>(3,4));map1.insert({3,4});
}

• insert({初始化列表})
  • 插入初始化列表

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};map1.insert({1,3});for(auto i:map1){cout<<i.first<<" "<<i.second<<" ";//1 2 2 3}
}

• insert(other_first , other_end)
  • 插入另一个map的范围值

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};map<int,int>map2={pair<int,int>(3,4),pair<int,int>(4,5)};map1.insert(map2.begin(),map2.end());for(auto i:map1){cout<<i.first<<" "<<i.second<<" ";//1 2 2 3 3 4 4 5}
}

• insert(pos , {key-value})
  • 在pos的位置插入另一个键值，不一定是写成{key-value},也可以写成other_map等等。

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};map1.insert(map1.begin(),{1,2});for(auto i:map1){cout<<i.first<<" "<<i.second<<" ";//1 2 2 3}
}

• [ ]运算法
  • 若键存在则修改值，若不存在则创建新元素。

myMap[1] = "one";    // 插入键 1，值为 "one"
myMap[2] = "two";    // 插入键 2，值为 "two"
myMap[1] = "ONE";    // 更新键 1 的值为 "ONE"

• emplace( )
  • 避免临时对象构造，提高效率。

myMap.emplace(5, "five");  // 直接构造 pair 对象

2.2、删除操作

• erase(key)
  • 删除键为key的值

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};map1.erase(1);for(auto i:map1){cout<<i.first<<" "<<i.second<<" ";//2 3}
}

• erase(fist , end)
  • 删除 在 first 到 end范围内的值

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};map1.erase(map1.begin(),--map1.end());for(auto i:map1){cout<<i.first<<" "<<i.second<<" ";//2 3}
}

2.3、容量操作

• empty()
  • 判断是否为空，为空返回 1，否则 0

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};if(map1.empty()){cout<<"no values"<<endl;}else{cout<<"have values"<<endl;}//have values
}

• size( )
  • 返回当前值的数量

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};cout<<map1.size();//2
}

2.4、访问操作

• [key]运算法
  • 返回key的值

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};cout<<map1[1];//2
}

• at(key)
  • 会提醒越界。返回key的值

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};cout<<map1.at(1);//2
}

• 迭代器
  • 返回迭代器指针指向的节点
  • 用first和second的获取键和值
  • 节点包括[key和value]

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};auto i = map1.begin();auto j = --map1.end();cout<<i->second;//2cout<<j->second;//3}

2.5、查找操作

• find(key)
  • 返回指向键位置的迭代器，未找到返回 end()。

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};auto i = map1.find(1);cout<<i->second;//2
}

• count()
  • 返回键出现的次数（0 或 1）。

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};auto num = map1.count(1);cout<<num;//1
}

2.6、lower_bound和upper_bound

• lower_bound(key)
  • 首个 >= key的迭代器

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};auto i = map1.lower_bound(1);cout<<i->first;//1cout<<i->second;//2
}

• upper_bound(key)
  • 首个 > key的迭代器

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};auto i = map1.upper_bound(1);cout<<i->first;//2cout<<i->second;//3
}

2.7、交换操作

• swap(other_map)
  • 交换两个 map

int main(int argv,char* argc[]){map<int,int>map1={pair<int,int>(1,2),pair<int,int>(2,3)};map<int,int>map2={pair<int,int>(3,4)};map1.swap(map2);auto i = map1.begin();cout<<i->first;//3cout<<i->second;//4
}