面试之快速学习STL-map-Toy模板网

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关联式容器

包括 map、multimap、set 以及 multiset 这 4 种容器。
和序列式容器区别：
a . 关联式容器在存储元素时还会为每个元素在配备一个键，整体以键值对的方式存储到容器中。
b . 相比前者，关联式容器可以通过键值直接找到对应的元素，而无需遍历整个容器。
c . 另外，关联式容器在存储元素，默认会根据各元素键值的大小做升序排序。
d . 相比其它类型容器，关联式容器查找、访问、插入和删除指定元素的效率更高。

注意 : 关联式容器所具备的这些特性，归咎于 STL 标准库在实现该类型容器时，底层选用了「红黑树」

关联式容器名称	特点
map	定义在头文件中，使用该容器存储的数据，其各个元素的键必须是唯一的（即不能重复），该容器会根据各元素键的大小，默认进行升序排序（调用 std::less）。
set	定义在头文件中，使用该容器存储的数据，各个元素键和值完全相同，且各个元素的值不能重复（保证了各元素键的唯一性）。该容器会自动根据各个元素的键（其实也就是元素值）的大小进行升序排序（调用 std::less）。
multimap	定义在头文件中，和 map 容器唯一的不同在于，multimap 容器中存储元素的键可以重复。
multiset	定义在头文件中，和 set 容器唯一的不同在于，multiset 容器中存储元素的值可以重复（一旦值重复，则意味着键也是重复的）。

除此之外，C++ 11 还新增了 4 种哈希容器，即 unordered_map、unordered_multimap 以及 unordered_set、unordered_multiset。严格来说，它们也属于关联式容器，但哈希容器底层采用的是哈希表，而不是红黑树。

map

map 各个键值对的键和值可以是任意数据类型，包括 C++ 基本数据类型（int、double 等）、使用结构体或类自定义的类型
与此同时，在使用 map 容器存储多个键值对时，该容器会自动根据各键值对的键的大小，按照既定的规则进行排序。默认情况下，map 容器选用std::less排序规则（其中 T 表示键的数据类型）, 其会根据键的大小对所有键值对做升序排序
使用 map 容器存储的各个键值对，键的值既不能重复也不能被修改。换句话说，map 容器中存储的各个键值对不仅键的值独一无二，键的类型也会用 const 修饰，这意味着只要键值对被存储到 map 容器中，其键的值将不能再做任何修改。

1. 初始化

std::map<std::string, std::strig> my_map1 = {{"k1", "v1"},{"k2", "v2"}};

std::map<std::string, std::strig> my_map1 = {std::make_pair("k1", "v1"),std::make_pair("k2", "v2")};

2. 迭代器

map 容器配备的是双向迭代器
lower_bound(key) :返回的是指向第一个键不小于 key 的键值对的迭代器；
upper_bound(key) :返回的是指向第一个键大于 key 的键值对的迭代器；
equal_range(key) ：该方法会返回一个 pair 对象，其中的 2 个元素都是迭代器类型，其中 pair.first 实际上就是 lower_bound(key) 的返回值，而 pair.second 则等同于 upper_bound(key) 的返回值。

注意： 上述更加适用于multimap， map 只会返回一个结果。

3. map插入方式

使用 [ ] 运算符：
a. 当操作对象为 map 容器中已存储的键值对时，则借助 [ ] 运算符，既可以获取指定键对应的值，还能对指定键对应的值进行修改
b. 反之，若 map 容器内部没有存储以 [ ] 运算符内指定数据为键的键值对，则使用 [ ] 运算符会向当前 map 容器中添加一个新的键值对，为默认值。
insert() 成员方法
a. 无需指定插入位置，直接将键值对添加到 map 容器中:

//1、引用传递一个键值对
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
//2、以右值引用的方式传递键值对
template <class P>
    pair<iterator,bool> insert (P&& val);

如果成功插入 val，则该迭代器指向新插入的 val，bool 值为 true；
如果插入 val 失败，则表明当前 map 容器中存有和 val 的键相同的键值对（用 p 表示），此时返回的迭代器指向 p，bool 值为 false。

注意：使用这种方法，不会覆盖原有的值意思是如果本来存在一个key，那么就插入失败。

4. 如何向一个map容器中添加一个元素，有什么区别？

map::operator[]和map::insert两种方法都可以实现向map容器中添加一个元素的目的。至于它们之间的区别，这里需要分类讨论：被添加的元素事先在map中不存在；被添加的元素事先在map中已存在。

被添加的元素事先在map中不存在

map::operator[]会在map中创建一个元素(k, v)，其中v通过默认构造函数创建。map::operator[]返回v的引用，紧接着v被赋予为新值。听上去已经有点冗余了。
而map::insert高效很多，直接使用目标值构造一个v，不需要赋值操作。
结论就是如果被添加的元素事先在map中不存在，map::insert的效率要好于map::operator[]。

被添加的元素事先在map中存在

map::operator[]会返回一个引用，指向map中相同k对应的v，之后用目标值更新原来的v。
而map::insert就复杂了，如果元素事先已经在map中存在，map::insert会以失败告终，详见测试代码执行结果打印出来的“failed in testmap.insert(make_pair(2, 100.4));”。2. map::insert如果想要达到更新的目的，需要根据insert操作的结果作出进一步赋值操作。这里隐含着pair对象的构建和析构，是相较于map::operator[]多余的操作。
结论就是如果被添加元素事先在map中存在，map::operator[]的效率要好于map::insert。

5. STL之map容器的三种插入方式insert emplace emplace_hint哪种效率更高

结论： C++11新增的emplace() 和 emplace_hint()都比insert效率高
原因：使用 insert() 向 map 容器中插入键值对的过程是，先创建该键值对，然后再将该键值对复制或者移动到 map 容器中的指定位置；
使用 emplace() 或 emplace_hint() 插入键值对的过程是，直接在 map 容器中的指定位置构造该键值对。

template <class... Args>
  pair<iterator,bool> emplace (Args&&... args);
  //参数 (Args&&... args) 指的是，这里只需要将创建 新键值对所需的数据作为参数直接传入即可，此方法可以自行利用这些数据构建出指定的键值对。另外，该方法的返回值也是一个 pair 对象，其中 pair.first 为一个迭代器，pair.second 为一个 bool 类型变量：
当该方法将键值对成功插入到 map 容器中时，其返回的迭代器指向该新插入的键值对，同时 bool 变量的值为 true；
当插入失败时，则表明 map 容器中存在具有相同键的键值对，此时返回的迭代器指向此具有相同键的键值对，同时 bool 变量的值为 false。
//创建并初始化 map 容器
    std::map<string, string>mymap;
    //插入键值对
    pair<map<string, string>::iterator, bool> ret = mymap.emplace("STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/");
    cout << "1、ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;