std::map学习

1、声明

#include <map>
#include <string>

int main() {
    // 声明一个键为int类型,值为std::string类型的std::map
    std::map<int,std::string> myMap;
    return 0;
}

2、操作

#include <map>
#include <string>

int main() {
    // 声明一个键为int类型,值为std::string类型的std::map
    std::map<int,std::string> myMap;
    // 一、插入元素
    // 1、使用insert
    myMap.insert({1, "one"});
    myMap.insert(std::make_pair(2, "two"));

    // 2、使用emplace(c++11,更高效)
    myMap.emplace(3,"three");

    // 3、使用[]操作符(如果键不存在会创建)
    myMap[4] = "four";    // 4这个键不存在,创建
    myMap[1] = "noOne";   // 1这个键存在,覆盖

    return 0;
}

3、访问元素

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>

int main() {
    // 声明一个键为int类型,值为std::string类型的std::map
    std::map<int,std::string> myMap;
    // 一、插入元素
    // 1、使用insert
    myMap.insert({1, "one"});
    myMap.insert(std::make_pair(2, "two"));

    // 2、使用emplace(c++11,更高效)
    myMap.emplace(3,"three");

    // 3、使用[]操作符(如果键不存在会创建)
    myMap[4] = "four";    // 4这个键不存在,创建
    myMap[1] = "noOne";   // 1这个键存在,覆盖
   
    // 二、访问元素
    // 1、使用 [] 访问（不推荐用于查找，因为不存在时会创建）
    std::string value = m[1];  // 如果键不存在，会插入默认值

    // 2、使用 at()（C++11，安全访问，不存在时抛出异常）
    try {
        std::string value = m.at(5);
    } catch (const std::out_of_range& e) {
        std::cout << "Key not found" << std::endl;
    }

    // 3、使用 find() 查找（推荐）
    auto it = m.find(2);
    if (it != m.end()) {
        std::cout << "Found: " << it->first << " -> " << it->second << std::endl;
    }

    return 0;
}

4、删除元素

#include <map>
#include <string>

int main() {
    // 声明一个键为int类型,值为std::string类型的std::map
    std::map<int,std::string> myMap;
    // 一、插入元素
    // 1、使用insert
    myMap.insert({1, "one"});
    myMap.insert(std::make_pair(2, "two"));

    // 2、使用emplace(c++11,更高效)
    myMap.emplace(3,"three");

    // 3、使用[]操作符(如果键不存在会创建)
    myMap[4] = "four";    // 4这个键不存在,创建
    myMap[1] = "noOne";   // 1这个键存在,覆盖

    // 二、删除元素
    // 1、根据键删除
    m.erase(3);

    // 2、根据迭代器删除
    auto it = m.find(2);
    if (it != m.end()) {
        m.erase(it);
    }

    // 3、删除范围
    m.erase(m.begin(), m.find(4));

    // 4、清空所有
    m.clear();

    return 0;
}

5、遍历元素

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>

int main() {
    std::map<int, std::string> m = {{1, "one"}, {2, "two"}, {3, "three"}};

    // 1、C++11 范围for循环（推荐）
    for (const auto& pair : m) {
        std::cout << pair.first << " -> " << pair.second << std::endl;
    }

    // 2、C++17 结构化绑定（简洁）
    for (const auto& [key, value] : m) {
        std::cout << key << " -> " << value << std::endl;
    }

    // 3、使用迭代器
    for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ++it) {
        std::cout << it->first << " -> " << it->second << std::endl;
    }

    // 4、反向遍历
    for (auto it = m.rbegin(); it != m.rend(); ++it) {
        std::cout << it->first << " -> " << it->second << std::endl;
    }

    return 0;
}

6、常用函数

std::map<int, std::string> m;

// 容量相关
m.empty();      // 是否为空
m.size();       // 元素个数
m.max_size();   // 最大容量

// 查找相关
m.count(1);     // 返回键为1的元素个数（map中只能是0或1）
m.contains(1);  // C++20，是否包含键
m.lower_bound(2); // 第一个不小于2的迭代器
m.upper_bound(2); // 第一个大于2的迭代器
m.equal_range(2); // 返回pair<lower_bound, upper_bound>

7、自定义排序

// 降序排列
std::map<int, std::string, std::greater<int>> m1;

// 自定义比较函数
struct Compare {
    bool operator()(const int& a, const int& b) const {
        return a > b;
    }
};
std::map<int, std::string, Compare> m2;

// 使用lambda（C++11）
auto cmp = [](int a, int b) { return a > b; };
std::map<int, std::string, decltype(cmp)> m3(cmp);

8、其他

std::map<std::string, int> ages = {
        {"Alice", 25},
        {"Bob", 30},
        {"Charlie", 22}
    };
// 使用contains检查（C++20）,ages的key包不包含Alice
if (ages.contains("Alice")) {
    std::cout << "Alice is " << ages["Alice"] << " years old\n";
}

9、常见错误

// ❌ 错误：在循环中删除
for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ++it) {
    if (it->second == "delete") {
        m.erase(it);  // it失效
    }
}

// ✅ 正确：使用erase返回下一个迭代器
for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ) {
    if (it->second == "delete") {
        it = m.erase(it);
    } else {
        ++it;
    }
}

// ❌ 错误：使用[]查找不存在的键
if (m["key"] == value) {  // 如果key不存在，会插入默认值！
    // ...
}

// ✅ 正确：使用find
if (auto it = m.find("key"); it != m.end() && it->second == value) {
    // ...
}