一篇搞懂C++ STL 存储重复键值对容器std::multimap

2024-08-30 21:28

本文主要是介绍一篇搞懂C++ STL 存储重复键值对容器std::multimap,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • 前言
    • 为什么使用 `std::multimap`
    • `std::multimap` 与 `std::map` 的区别
    • 字符串图表示区别
    • `std::multimap` 的构造函数和操作函数
      • 构造函数
      • 成员函数
    • 示例代码
  • 总结


前言

std::multimap 是 C++ STL 中的一个关联容器,用于存储键值对。与 std::map 不同,std::multimap 允许一个键关联多个值。这种特性使得 std::multimap 在需要存储重复键的场景中非常有用,例如实现字典或索引时需要存储多个条目。


为什么使用 std::multimap

  • 允许重复键std::multimap 允许多个元素具有相同的键,这使得它在需要存储多个具有相同属性的条目时非常有用。
  • 有序存储:与 std::map 一样,std::multimap 保持元素的键有序,支持高效的键查找。
  • 高效插入和查找std::multimap 提供对键的高效插入和查找操作,适合用作需要频繁查找的场景。

std::multimapstd::map 的区别

std::multimapstd::map 都是关联容器,但它们在存储键值对时有以下不同点:

  • 允许重复键

    • std::multimap:允许多个具有相同键的元素。
    • std::map:不允许有重复的键,每个键对应唯一的值。
  • 存储结构

    • std::multimap:键值对是有序的,但多个相同键的元素会按照插入顺序排列。
    • std::map:键值对是有序的,每个键只能出现一次。

字符串图表示区别

std::multimap                        std::mapKey: 1        1        2             Key: 1        2
Value: A   Value: B   Value: C    Value: A   Value: B// No duplicate keys allowed

std::multimap 的构造函数和操作函数

构造函数

  • 默认构造函数

    std::multimap();
    
    std::multimap<int, std::string> m;  // 创建一个空的 std::multimap
    
  • 范围构造函数

    template<class InputIterator>
    std::multimap(InputIterator first, InputIterator last);
    
    std::pair<int, std::string> arr[] = { {1, "one"}, {2, "two"}, {1, "uno"} };
    std::multimap<int, std::string> m(std::begin(arr), std::end(arr));
    
  • 拷贝构造函数

    std::multimap(const std::multimap& other);
    
    std::multimap<int, std::string> m1 = {{1, "one"}, {2, "two"}};
    std::multimap<int, std::string> m2(m1);  // 拷贝构造
    
  • 移动构造函数

    std::multimap(std::multimap&& other) noexcept;
    
    std::multimap<int, std::string> m1 = {{1, "one"}, {2, "two"}};
    std::multimap<int, std::string> m2(std::move(m1));  // 移动构造
    

成员函数

  • insert

    std::pair<iterator, bool> insert(const value_type& value);
    iterator insert(iterator hint, const value_type& value);
    template <class InputIterator>
    void insert(InputIterator first, InputIterator last);
    
    std::multimap<int, std::string> m;
    m.insert(std::make_pair(1, "one"));    // 插入单个元素
    m.insert(m.end(), std::make_pair(2, "two")); // 插入指定位置
    std::pair<int, std::string> arr[] = { {1, "uno"}, {2, "dos"} };
    m.insert(std::begin(arr), std::end(arr));  // 插入范围
    
  • erase

    size_type erase(const key_type& key);
    iterator erase(iterator position);
    iterator erase(iterator first, iterator last);
    
    std::multimap<int, std::string> m = {{1, "one"}, {1, "uno"}, {2, "two"}};
    m.erase(1);  // 删除所有键为1的元素
    m.erase(m.find(2));  // 删除键为2的元素
    
  • find

    iterator find(const key_type& key);
    
    std::multimap<int, std::string> m = {{1, "one"}, {2, "two"}};
    auto it = m.find(1);
    if (it != m.end()) {std::cout << "Found: " << it->second << std::endl;
    }
    
  • count

    size_type count(const key_type& key) const;
    
    std::multimap<int, std::string> m = {{1, "one"}, {1, "uno"}, {2, "two"}};
    std::cout << "Count of key 1: " << m.count(1) << std::endl;
    
  • equal_range

    std::pair<iterator, iterator> equal_range(const key_type& key);
    std::pair<const_iterator, const_iterator> equal_range(const key_type& key) const;
    
    std::multimap<int, std::string> m = {{1, "one"}, {1, "uno"}, {2, "two"}};
    auto range = m.equal_range(1);
    for (auto it = range.first; it != range.second; ++it) {std::cout << "Value: " << it->second << std::endl;
    }
    
  • clear

    void clear() noexcept;
    
    std::multimap<int, std::string> m = {{1, "one"}, {2, "two"}};
    m.clear();  // 清空所有元素
    

示例代码

下面的示例展示了 std::multimap 的各种构造函数和操作函数的用法:

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>int main() {// 使用默认构造函数std::multimap<int, std::string> m1;// 使用值构造函数m1.insert(std::make_pair(1, "one"));m1.insert(std::make_pair(1, "uno"));m1.insert(std::make_pair(2, "two"));// 使用范围构造函数std::pair<int, std::string> arr[] = { {1, "one"}, {2, "two"}, {1, "uno"} };std::multimap<int, std::string> m2(std::begin(arr), std::end(arr));// 使用拷贝构造函数std::multimap<int, std::string> m3(m2);// 使用移动构造函数std::multimap<int, std::string> m4(std::move(m3));// 插入元素m4.insert(std::make_pair(3, "three"));// 查找元素auto it = m4.find(1);if (it != m4.end()) {std::cout << "Found key 1: " << it->second << std::endl;}// 计数元素std::cout << "Count of key 1: " << m4.count(1) << std::endl;// 遍历所有键值对std::cout << "Contents of multimap:" << std::endl;for (const auto& pair : m4) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;}// 删除元素m4.erase(1);// 清空元素m4.clear();return 0;
}

总结

std::multimap 是一个非常有用的 STL 容器,特别适合需要存储重复键值对的场景。它与 std::map 的主要区别在于允许存储多个相同键的元素,并且保持元素的有序性。通过理解 std::multimap 的构造函数和操作函数的用法,可以更有效地处理需要重复键的场景,同时享受 STL 容器提供的高效插入和查找操作的优势。

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http://www.chinasem.cn/article/1121974

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