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[C++] STL 中的 map 筆記

Last Updated on 2021-11-02 by Clay

map 是 C++ 標準模板函式庫（Standard Template Library, STL）中的關聯容器（Associative Container），也就是存在著 key-value 這樣對應關係的一種容器。

這種 key-value 的對應關係為一對一映射（one-to-one mapping），每一個 key 都只在 map 物件中出現一次，每一個 key 都只對應一個特定的值。如果不小心重新插入了新的 key，那麼抱歉，原先的 key 就會被新的覆蓋掉。

而在 C++ 中，map 是使用紅黑樹來實作、unodrdered_map 則是用雜湊（hash）結構來實作。

那麼，以下就簡單紀錄，該如何使用標準函式庫中的 map。

map 使用方法筆記

首先來看個最簡單的例子：

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


int main() {
    map<string, int> map_data = {
        {"Clay", 26},
        {"Atlas", 25},
        {"Mary", 19},
    };

    for (auto &m: map_data) {
        cout << m.first << ": "<< m.second << endl;
    }

    return 0;
}


Output:

Atlas: 25
Clay: 26
Mary: 19


這是一個最最簡單的例子。我們先宣告了 map<string, int> 的變數 map_data，代表這個 map 容器的 key-value 其資料型態分別為 string 以及 int —— 簡單來講，就是一組字串映射到一個整數。

然後下方我使用 &m 將 map 容器中的數值取出，其中：

  • m.first 代表著 key
  • m.second 代表著 value

是不是很單純呢？


insert()

當然，我們可以在建立好 map 容器後，再依照自己的需求使用 insert() 函式插入新的 key-value 資料。

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


int main() {
    // Init
    map<string, int> map_data = {
        {"Clay", 26},
        {"Atlas", 25},
        {"Mary", 19},
    };

    // Insert
    map_data.insert(pair<string, int>("Zack", 35));

    // Print
    for (auto &m: map_data) {
        cout << m.first << ": "<< m.second << endl;
    }

    return 0;
}


Output:

Atlas: 25
Clay: 26
Mary: 19
Zack: 35


insert() 中要插入的物件同樣需要使用 pair 指定資料型態。


find()

若我們需要查看某筆資料是否存在 map 容器中，可以使用 find() 函式來查找，查找的結果分成以下兩類：

  • 找到： 返回命中資料所在位置。
  • 沒找到： 返回指向 end() 位置。

以下來看個簡單的範例：

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


int main() {
    // Init
    map<string, int> map_data = {
        {"Clay", 26},
        {"Atlas", 25},
        {"Mary", 19},
    };

    // find()
    auto find_01 = map_data.find("Clay");
    auto find_02 = map_data.find("John");

    // Print
    if (find_01 == map_data.end()) {
        cout << "Not found!" << endl;
    }
    else {
        cout << find_01->first << ": " << find_01->second << endl;
    }

    if (find_02 == map_data.end()) {
        cout << "Not found!" << endl;
    }
    else {
        cout << find_02->first << ": " << find_02->second << endl;
    }
    
    return 0;
}


Output:

Clay: 26
Not found!


可以發現，存在於 map_data 中的 Clay 找得到，而不存在的 John 則找不到。


erase()

能夠插入資料、尋找資料外，map_data 當然也可以使用 erase() 函式刪除指定的資料，而且若是配合 find() 函式則更加方便。

比方說我們要刪除掉 key 為 Clay 的這筆資料：

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


int main() {
    // Init
    map<string, int> map_data = {
        {"Clay", 26},
        {"Atlas", 25},
        {"Mary", 19},
    };

    // erase()
    map_data.erase(map_data.find("Clay"));

    // Print
    for (auto &m: map_data) {
        cout << m.first << ": " << m.second << endl;
    }

    return 0;
}


Output:

Atlas: 25
Mary: 19


除此之外，還有以下常用的函式：

  • empty(): 確認 map 容器是否為空
  • clear(): 將 map 容器徹底清空

References

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