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【编程语言】在C++中使用map与unordered_map

news 2024/10/30 6:29:11

1. 简介

在C++中，map是一种键值对（key-value pair）数据结构，用于将每个“键”关联到一个特定的“值”。这种结构极大地提高了数据的查找、更新和管理效率，是一个有序的、基于红黑树实现的关联容器。对于初学者而言，理解并掌握map的使用可以帮助更好地组织和处理数据。

在本文中，我们将详细介绍如何使用C++中的map，并对其常见用法进行说明。同时，我们还会讨论unordered_map的使用场景及其与map的不同。

2. `map`的基本概念和用法

在map中，每个键是唯一的，这意味着不能存在重复的键。此外，由于map是基于有序结构实现的，因此它会按键的顺序自动排列元素。可以理解为map是一个集合，其中的元素是键值对。在C++中，我们可以使用std::map来定义一个映射关系。

示例：创建一个`map`并插入数据

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;int main() {map<int, string> studentID;studentID[101] = "Alice";studentID[102] = "Bob";studentID[103] = "Carol";for (const auto &pair : studentID) {cout << "ID: " << pair.first << ", Name: " << pair.second << endl;}return 0;
}

在上面的代码中，我们创建了一个以整数作为键、以字符串作为值的map。可以看到，通过使用索引[]，我们可以直接为指定的键赋值，这在操作上非常便捷。

3. 常见操作方法

插入数据：可以使用insert方法插入数据，或直接通过索引赋值（[]）。
查找数据：使用find方法查找某个键是否存在，返回一个指向该键值对的迭代器；如果未找到，则返回map.end()。
删除数据：可以使用erase方法删除指定键的数据，也可以清空整个map。
访问大小：size()方法返回当前键值对的数量。
检查空状态：通过empty()方法可以检查map是否为空。

示例：查找与删除操作

map<int, string> myMap = {{1, "A"}, {2, "B"}, {3, "C"}};
auto it = myMap.find(2);
if (it != myMap.end()) {cout << "Found: " << it->second << endl;
} else {cout << "Not found" << endl;
}
myMap.erase(2);  // 删除键为2的元素

4. `unordered_map`概述与`map`的区别

unordered_map是一个无序的键值对容器，不会自动按键的顺序进行排列。它的实现方式不同于map，它使用哈希表结构，因此查找、插入和删除的效率通常更高，但不保证键的顺序。

使用场景与注意事项

适用场景：unordered_map适用于需要高效查找的场景，比如词频统计、快速检索等。
缺点：由于哈希表的特性，unordered_map的内存占用可能较大，且不保证键的顺序。

示例：使用`unordered_map`

#include <unordered_map>
unordered_map<int, string> unorderedMap = {{1, "A"}, {2, "B"}, {3, "C"}};
unorderedMap[4] = "D";  // 插入一个新的键值对for (const auto &pair : unorderedMap) {cout << "Key: " << pair.first << ", Value: " << pair.second << endl;
}