C++---数据结构---哈希表（map）
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map/ multimap容器
map基本概念
简介：
map中所有元素都是pair
pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）
所有元素都会根据元素的键值自动排序
本质：
map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。
优点：
可以根据key值快速找到value值
map和multimap区别：
map不允许容器中有重复key值元素
multimap允许容器中有重复key值元素
map构造和赋值
功能描述：
对map容器进行构造和赋值操作
函数原型：
构造：
map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:
map(const map &mp); //拷贝构造函数
赋值：
map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符
#include<iostream>
using namespace std;
#include <map>
void printMap(map<int, int>& m)
{
for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
}
cout << endl;
}
void test01()
{
map<int, int>m; //默认构造
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
printMap(m);
map<int, int>m2(m); //拷贝构造
printMap(m2);
map<int, int>m3;
m3 = m2; //赋值
printMap(m3);
}
int main() {
test01();
return 0;
}
总结：map中所有元素都是成对出现，插入数据时候要使用对组
map大小和交换
功能描述：
统计map容器大小以及交换map容器
函数原型：
size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(st); //交换两个集合容器
#include<iostream>
using namespace std;
#include <map>
void printMap(map<int, int>& m)
{
for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
}
cout << endl;
}
void test01()
{
map<int, int>m;
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
if (m.empty())
{
cout << "m为空" << endl;
}
else
{
cout << "m不为空" << endl;
cout << "m的大小为： " << m.size() << endl;
}
}
//交换
void test02()
{
map<int, int>m;
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
map<int, int>m2;
m2.insert(pair<int, int>(4, 100));
m2.insert(pair<int, int>(5, 200));
m2.insert(pair<int, int>(6, 300));
cout << "交换前" << endl;
printMap(m);
printMap(m2);
cout << "交换后" << endl;
m.swap(m2);
printMap(m);
printMap(m2);
}
int main() {
test01();
test02();
return 0;
}
总结：
统计大小 — size
判断是否为空 — empty
交换容器 — swap
map插入和删除
功能描述：
map容器进行插入数据和删除数据
函数原型：
insert(elem); //在容器中插入元素。
clear(); //清除所有元素
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
erase(key); //删除容器中值为key的元素。
#include<iostream>
using namespace std;
#include <map>
void printMap(map<int, int>& m)
{
for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
}
cout << endl;
}
void test01()
{
//插入
map<int, int> m;
//第一种插入方式
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
//第二种插入方式
m.insert(make_pair(2, 20));
//第三种插入方式
m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
//第四种插入方式
m[4] = 40;
printMap(m);
//删除
m.erase(m.begin());
printMap(m);
m.erase(3);
printMap(m);
//清空
m.erase(m.begin(), m.end());
m.clear();
printMap(m);
}
int main() {
test01();
return 0;
}
总结：
map插入方式很多，记住其一即可
插入 — insert
删除 — erase
清空 — clear
map查找和统计
功能描述：
对map容器进行查找数据以及统计数据
函数原型：
find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
count(key); //统计key的元素个数
#include<iostream>
using namespace std;
#include <map>
//查找和统计
void test01()
{
map<int, int>m;
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
//查找
map<int, int>::iterator pos = m.find(3);
if (pos != m.end())
{
cout << "找到了元素 key = " << pos->first << " value = " << (*pos).second << endl;
}
else
{
cout << "未找到元素" << endl;
}
//统计
int num = m.count(3);
cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {
test01();
return 0;
}
总结：
查找 — find （返回的是迭代器）
统计 — count （对于map，结果为0或者1）
map容器排序
主要技术点:
利用仿函数，可以改变排序规则
#include<iostream>
using namespace std;
#include <map>
class MyCompare {
public:
bool operator()(int v1, int v2) {
return v1 > v2;
}
};
void test01()
{
//默认从小到大排序
//利用仿函数实现从大到小排序
map<int, int, MyCompare> m;
m.insert(make_pair(1, 10));
m.insert(make_pair(2, 20));
m.insert(make_pair(3, 30));
m.insert(make_pair(4, 40));
m.insert(make_pair(5, 50));
for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;
}
}
int main() {
test01();
return 0;
}
总结：
利用仿函数可以指定map容器的排序规则
对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器
案例-员工分组
案例描述
公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
员工信息有: 姓名 工资组成；
部门分为：策划、美术、研发
随机给10名员工分配部门和工资
通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
分部门显示员工信息
实现步骤
创建10名员工，放到vector中
遍历vector容器，取出每个员工，进行随机分组
分组后，将员工部门编号作为key，具体员工作为value，放入到multimap容器中
分部门显示员工信息
#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
#include <ctime>
/*
- 公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
- 员工信息有: 姓名 工资组成；部门分为：策划、美术、研发
- 随机给10名员工分配部门和工资
- 通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
- 分部门显示员工信息
*/
#define CEHUA 0
#define MEISHU 1
#define YANFA 2
class Worker
{
public:
string m_Name;
int m_Salary;
};
void createWorker(vector<Worker>& v)
{
string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Worker worker;
worker.m_Name = "员工";
worker.m_Name += nameSeed[i];
worker.m_Salary = rand() % 10000 + 10000; // 10000 ~ 19999
//将员工放入到容器中
v.push_back(worker);
}
}
//员工分组
void setGroup(vector<Worker>& v, multimap<int, Worker>& m)
{
for (vector<Worker>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
//产生随机部门编号
int deptId = rand() % 3; // 0 1 2
//将员工插入到分组中
//key部门编号，value具体员工
m.insert(make_pair(deptId, *it));
}
}
void showWorkerByGourp(multimap<int, Worker>& m)
{
// 0 A B C 1 D E 2 F G ...
cout << "策划部门：" << endl;
multimap<int, Worker>::iterator pos = m.find(CEHUA);
int count = m.count(CEHUA); // 统计具体人数
int index = 0;
for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
{
cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
}
cout << "----------------------" << endl;
cout << "美术部门： " << endl;
pos = m.find(MEISHU);
count = m.count(MEISHU); // 统计具体人数
index = 0;
for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
{
cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
}
cout << "----------------------" << endl;
cout << "研发部门： " << endl;
pos = m.find(YANFA);
count = m.count(YANFA); // 统计具体人数
index = 0;
for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
{
cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
}
}
int main() {
//缺点:因为rand的随机值生成是默认的，如果不自主设置的话，
// 就意味着每次你运行生成的将会是一样的数值
//解决办法:用srand进行随机数的起点设置
//先用rand生成随机值，但是因为rand函数的起点默认，所以需要用srand函数设置起点，srand函数里面需要放一个随机值，我们用time函数生成时间戳（随机值）
srand((unsigned int)time(NULL));
//1、创建员工
vector<Worker>vWorker;
createWorker(vWorker);
//2、员工分组
multimap<int, Worker>mWorker;
setGroup(vWorker, mWorker);
//3、分组显示员工
showWorkerByGourp(mWorker);
测试
//for (vector<Worker>::iterator it = vWorker.begin(); it != vWorker.end(); it++)
//{
// cout << "姓名： " << it->m_Name << " 工资： " << it->m_Salary << endl;
//}
return 0;
}
总结：
当数据以键值对形式存在，可以考虑用map 或 multimap
练习题
217. 存在重复元素
解法一（两次for循环）
class Solution {
public:
bool containsDuplicate(vector<int>& nums) {
map<int,int> my_map;
for(int i=0;i<nums.size();i++){
my_map[nums[i]]++;
}
for(map<int,int>::iterator it=my_map.begin();it!=my_map.end();it++){
if(it->second>=2){
return true;
}
}
return false;
}
};解法二（单层for循环）
class Solution {
public:
bool containsDuplicate(vector<int>& nums) {
map<int,int> my_map;
for(int i=0;i<nums.size();i++){
if(my_map.count(nums[i])==0){
my_map[nums[i]]++;
}else{
return true;
}
}
return false;
}
};389. 找不同
class Solution {
public:
char findTheDifference(string s, string t) {
map<char,int> t_map;
for(int i=0;i<t.size();i++){
t_map[t[i]]++;
}
for(int i=0;i<s.size();i++){
t_map[s[i]]--;
if(t_map[s[i]]==0){
t_map.erase(s[i]);
}
}
return t_map.begin()->first;
}
};
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