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map函数详解

目录：

前言：

1，map的定义：

2,map容器内元素的访问

(1)通过下标访问

(2)通过迭代器访问

3，map常用函数

（1）find()

示例 1：查找 map 中是否存在某个键

示例 2：查找元素并判断其是否存在

示例 3：处理 find() 查找结果

实例4：map会自动排序

（2）clear()

erase() 函数的基本用法

示例 1:通过键删除元素

示例 2：通过迭代器删除元素

示例 3：通过迭代器范围删除元素

(3）size()

(4)clear()

4.map的常见用途：

1. 统计数据

2. 存储键值对（键唯一）

3. 排序数据

4. 实现缓存或查找表（Memoization）

5. 区间查找与范围查询

总结

前言：

map是一种映射，是常用的STL容器。（map可以将任何基本类型（包括STL容器）映射到任何基本类型（包括STL容器））

1，map的定义：

map<typename1, typename2>mp;

使用map要确定映射前类型（键key）和映射后的类型（值value）。

2,map容器内元素的访问

(1)通过下标访问

mp<char,int> mp;
mp['c']=20;
mp['b']=30;
cout<<mp['c']; //输出为20

(2)通过迭代器访问

定义方式：

map<typename1, typename2>::iterator it;

map迭代器的使用方式和其他STL容器的迭代器不同，因为map的每一对映射都有两个typename，这决定了必须能通过一个it来同时访问键和值。事实上，map可以使用it->first来访问键，使用it->second来访问值。

3，map常用函数

（1）find()

          map中find()函数用于查找指定键是否存在，如果该键存在，find()返回指向该元素的迭代器，如果不存在，则返回map的end()迭代器

      find()函数的基本语法：

map<Key, Value>::iterator find(const Key& key);

  • key：要查找的键。

  • 返回值：如果 key 存在，返回指向该元素的迭代器；如果 key 不存在，返回 map 的 end() 迭代器.

示例 1：查找 map 中是否存在某个键

   

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve()
{
    map<int, string> mp;
    mp[1] = "apple";
    mp[2] = "banana";
    mp[3] = "cherry";
    
    int key = 2;  // 要查找的键

    auto it = mp.find(key);  // 查找键是否存在

    if (it != mp.end()) {
        // 找到该键，输出对应的值
        cout << "找到键 " << key << "，值为：" << it->second << endl;
    } else {
        // 没找到该键
        cout << "没有找到键 " << key << endl;
    }
}

signed main()
{
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

找到键 2，值为：banana


示例 2：查找元素并判断其是否存在

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve()
{
    map<string, int> mp;
    mp["apple"] = 5;
    mp["banana"] = 3;
    mp["cherry"] = 8;

    string key = "banana";

    auto it = mp.find(key);  // 查找键是否存在

    if (it != mp.end()) {
        cout << "找到键 " << key << "，值为：" << it->second << endl;
    } else {
        cout << "没有找到键 " << key << endl;
    }
}

signed main()
{
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

找到键 banana，值为：3

示例 3：处理 find() 查找结果

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve()
{
    map<int, string> mp;
    mp[10] = "ten";
    mp[20] = "twenty";
    mp[30] = "thirty";

    // 查找并直接修改值
    int key = 20;
    auto it = mp.find(key);

    if (it != mp.end()) {
        // 找到后修改值
        it->second = "updated twenty";
        cout << "更新后的值：" << it->second << endl;
    } else {
        cout << "没有找到该键" << endl;
    }
}

signed main()
{
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

更新后的值：updated twenty


实例4：map会自动排序

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll N = 1e6 + 10;
void solve()
{
    int n;
    cin>>n;
    map<int,int> mp;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        int x;
        cin>>x;
        mp[x]++;
    }
    auto mn=*mp.begin();
    auto mx=*mp.rbegin();
    cout<<mn.first<<' '<<mn.second<<endl;
    cout<<mx.first<<' '<<mx.second<<endl;
    
}
signed main()
{
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    int T = 1;
    while (T--)
    {
        solve();
    }

    return 0;
}

查找map的第一值跟最后一个值

auto mn=*mp.begin();
auto mx=*mp.rbegin();

（2）clear()

map 中的 erase() 函数用于从 map 中删除指定的元素。它有几种不同的用法，具体取决于你想删除的内容。erase() 可以通过键、迭代器，或者通过指定范围来删除元素。

erase() 函数的基本用法

示例 1:通过键删除元素

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve()
{
    map<int, string> mp;
    mp[1] = "apple";
    mp[2] = "banana";
    mp[3] = "cherry";

    // 删除键为 2 的元素
    mp.erase(2);

    // 输出剩余的元素
    for (const auto& p : mp) {
        cout << p.first << " => " << p.second << endl;
    }
}

signed main()
{
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

输出

1 => apple
3 => cherry

示例 2：通过迭代器删除元素

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve()
{
    map<int, string> mp;
    mp[1] = "apple";
    mp[2] = "banana";
    mp[3] = "cherry";

    // 获取迭代器指向键为 2 的元素
    auto it = mp.find(2);
    if (it != mp.end()) {
        // 通过迭代器删除元素
        mp.erase(it);
    }

    // 输出剩余的元素
    for (const auto& p : mp) {
        cout << p.first << " => " << p.second << endl;
    }
}

signed main()
{
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

输出

1 => apple
3 => cherry

示例 3：通过迭代器范围删除元素

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve()
{
    map<int, string> mp;
    mp[1] = "apple";
    mp[2] = "banana";
    mp[3] = "cherry";
    mp[4] = "date";
    mp[5] = "elderberry";

    // 获取迭代器指向删除区间
    auto first = mp.find(2);
    auto last = mp.find(5);  // 注意，last 指向的是范围外的元素

    // 删除键为 2 到 4 的元素
    mp.erase(first, last);

    // 输出剩余的元素
    for (const auto& p : mp) {
        cout << p.first << " => " << p.second << endl;
    }
}

signed main()
{
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

输出

(3）size()

size()用来获得map中映射的对数，时间复杂度为O（1）。

(4)clear()

clear()用来清空map中的所有元素，复杂度为O（N），其中N为map中的元素的个数。

4.map的常见用途：

1. 统计数据

  • map 常常用于统计数据，尤其是需要根据某个键（如单词、ID、时间等）存储和检索对应的数据（如频率、数量、值等）的场景。
  • 例子：统计一篇文章中每个单词出现的次数。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve() {
    string text = "hello world hello map";
    map<string, int> word_count;

    stringstream ss(text);
    string word;
    while (ss >> word) {
        word_count[word]++;
    }

    for (const auto& p : word_count) {
        cout << p.first << ": " << p.second << endl;
    }
}

signed main() {
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

输出

hello: 2
map: 1
world: 1

2. 存储键值对（键唯一）

  • map 适用于需要存储键值对的数据结构，并且要求每个键是唯一的。例如，可以用 map 来存储学生的学号和姓名、产品的ID和价格等。
  • 例子：用 map 存储和查找学生的学号和姓名。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve() {
    map<int, string> students;
    students[101] = "Alice";
    students[102] = "Bob";
    students[103] = "Charlie";

    // 查找学号 102 的学生姓名
    cout << "Student with ID 102: " << students[102] << endl;
}

signed main() {
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

输出

Student with ID 102: Bob

3. 排序数据

  • 由于 map 内部是按照键的顺序存储的（默认情况下按升序排序），因此当需要在存储数据的同时保持数据的有序性时，map 是一个理想的选择。
  • 例子：存储一组数字并保持其有序性。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve() {
    map<int, string> mp;
    mp[3] = "apple";
    mp[1] = "banana";
    mp[2] = "cherry";

    // 输出按键升序排序的元素
    for (const auto& p : mp) {
        cout << p.first << " => " << p.second << endl;
    }
}

signed main() {
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

输出

4. 实现缓存或查找表（Memoization）

  • 在算法中，尤其是动态规划和递归问题中，map 可以用于缓存已经计算过的结果（记忆化搜索）。这样可以避免重复计算，提高效率。
  • 例子：用 map 实现斐波那契数列的记忆化递归。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

map<int, int> memo;

int fibonacci(int n) {
    if (n <= 1) return n;
    if (memo.find(n) != memo.end()) return memo[n]; // 查找缓存
    return memo[n] = fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2); // 计算并缓存
}

void solve() {
    int n = 10;
    cout << "Fibonacci of " << n << " is: " << fibonacci(n) << endl;
}

signed main() {
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

输出

Fibonacci of 10 is: 55

5. 区间查找与范围查询

  • map 的元素是有序的，支持区间查找和范围查询操作。例如，可以通过 lower_bound() 和 upper_bound() 查找某个键的范围。
  • 例子：查找所有大于等于某个键的元素。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

void solve() {
    map<int, string> mp;
    mp[1] = "apple";
    mp[2] = "banana";
    mp[3] = "cherry";
    mp[4] = "date";
    mp[5] = "elderberry";

    auto it = mp.lower_bound(3); // 查找大于等于 3 的第一个元素
    while (it != mp.end()) {
        cout << it->first << " => " << it->second << endl;
        ++it;
    }
}

signed main() {
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);

    solve();

    return 0;
}

输出

3 => cherry
4 => date
5 => elderberry

总结

map 常用于以下几种场景：

  • 统计数据（如单词频率、计数等）。
  • 存储键值对并保持键唯一。
  • 在需要排序的情况下存储数据。
  • 实现缓存、查找表（如记忆化搜索）。
  • 频繁进行查找、更新操作。
  • 区间查找和范围查询。

由于 map 提供了高效的查找、插入和删除操作，适用于各种需要快速存取、排序和更新的数据处理任务。

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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