Map в C++: что это и как с этим работать

В данном уроке мы разберем еще один часто используемый контейнер STL — map.

Что такое map
Как создать map
Итераторы для map
Его методы
Создание простой игры

Что такое map

Это ассоциативный контейнер, который работает по принципу — [ключ — значение]. Он схож по своему применению с вектором и массивом, но есть некоторые различия:

Ключом может быть все что угодна. От обычной переменной до класса.

C++

mp1[0] = 7; // ключ - число mp2["zero"] = 4; // ключ - строка pair <int, int> p = make_pair(1, 3); mp3[p] = 3; // ключ - пара

1
2
3
4
5
6

mp1[0] = 7; // ключ - число

mp2["zero"] = 4; // ключ - строка

pair <int, int> p = make_pair(1, 3);
mp3[p] = 3; // ключ - пара
При добавлении нового элемента контейнер будет отсортирован по возрастанию.

Мы можем создать ключ из любых компонентов и он будет — рабочим.

Поэтому можно с легкостью сделать словарь:

Ключом в нашем случае будет — русское слова.
А значением — английское.

map <string, string> mp;
mp["привет"] = "hi";

1 2	map <string, string> mp; mp["привет"] = "hi";

Добавление, удаление, обращение к элементам происходит за log n. n — в нашем случае размер контейнера.

Как создать map

Сперва понадобится подключить соответствующую библиотеку:

#include <map>

1	#include <map>

Чтобы создать map нужно воспользоваться данной конструкцией:

map < <L>, <R> > <имя>;

1	map < <L>, <R> > <имя>;

<L> — этот тип данных будет относиться к значению ключа.
<R> — этот тип данных соответственно относится к значению.

map <string, int> mp; // пример

1	map <string, int> mp; // пример

В нашем случае:

Ключ — строка.
Значение — число.

При создании map все его элементы будут иметь значение нуля.

Также имеется возможность добавить значения при инициализации (С++ 11 и выше):

map <string, string> book = {{"Hi", "Привет"},
                             {"Student", "Студент"},
                             {"!", "!"}};

cout << book["Hi"];

map <string, string> book = {{"Hi", "Привет"},

{"Student", "Студент"},

{"!", "!"}};

cout << book["Hi"];

Итераторы для map

Использование итераторов одна из главных тем, если вам понадобится оперировать с этим контейнером. Создание итератора, как обычно происходит так:

map <тип данных> :: iterator <имя>;

1	map <тип данных> :: iterator <имя>;

<тип данных> — <string, int> например.

С помощью его можно использовать две операции (it — итератор):

Чтобы обратится к ключу нужно сделать так: it->first.
Чтобы обратится к значению ячейки нужно сделать так: it->second.

Нельзя обращением к ключу (...->first) изменять его значение, а вот изменять таким образом значение ячейки (...->second) легко.

Нельзя использовать никакие арифметические операции над итератором:

it *= 5;

it += 3;

it /= 10;

it *= 5;

it += 3;

it /= 10;

Все это будет считаться еще одной ошибкой для компилятора.

Для увеличения или уменьшения можно использовать инкремент или декремент.

it++;
it--;

1 2	it++; it--;

Нельзя делать то же самое используя операцию присваивания (it += 1) или вычитания (it -= 1).

Чтобы не писать циклы для увеличения итератора на большие значения, можно воспользоваться функцией advance():

advance(it, 7);
advance(it, -5);

1 2	advance(it, 7); advance(it, -5);

Она сдвигает указанный итератор вниз или вверх на указанное количество ячеек. В нашем случае он сначала увеличит на 7, а потом уменьшит на 5, в итоге получится сдвиг на две вверх.

Вывод контейнера

Давайте попробуем вывести все элементы, которые находятся в контейнере.

#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;
int main() {
    setlocale(0, "");
    map <int, int> mp;
    
    cout << "Введите количество элементов: "; int n; cin >> n;

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << i << ") "; int a; cin >> a;
        mp[a] = i;  // добавляем новые элементы
    }

    map <int, int> :: iterator it = mp.begin();
    cout << "А вот все отсортированно: " << endl;
    for (int i = 0; it != mp.end(); it++, i++) {  // выводим их
        cout << i << ") Ключ " << it->first << ", значение " << it->second << endl;
    }
    
    system("pause");
    return 0;
}

#include <iostream>

#include <map>

using namespace std;

int main() {

setlocale(0, "");

map <int, int> mp;

cout << "Введите количество элементов: "; int n; cin >> n;

for (int i = 0; i < n; i++) {

cout << i << ") "; int a; cin >> a;

mp[a] = i; // добавляем новые элементы

}

map <int, int> :: iterator it = mp.begin();

cout << "А вот все отсортированно: " << endl;

for (int i = 0; it != mp.end(); it++, i++) { // выводим их

cout << i << ") Ключ " << it->first << ", значение " << it->second << endl;

}

system("pause");

return 0;

}

А вот рабочая программа:

cout_map.cpp

Введите количество элементов: 5

0) 33

1) 5

2) 2

3) 9

4) 27

А вот все отсортированно:

0) Ключ 2, значение 2

1) Ключ 5, значение 1

2) Ключ 9, значение 3

3) Ключ 27, значение 4

4) Ключ 33, значение 0

Process returned 0 (0x0) execution time : 0.010 s

Press any key to continue.

Методы map

Ниже мы разберем функции которые можно использовать для работы с map.

insert
count
find
erase

Некоторые функции не могут работать с map из-за его специфической архитектуры.

insert

Это функция вставки нового элемента.

mp.insert(make_pair(num_1, num_2));

1	mp.insert(make_pair(num_1, num_2));

num_1 — ключ.
num_2 — значение.

Мы можем сделать то же самое вот так:

mp[num_1] = num_2;

1	mp[num_1] = num_2;

count

Возвращает количество элементов с данным ключом. В нашем случае будет возвращать — 1 или 0.

Эта функция больше подходит для multimap, у которого таких значений может быть много.

...

mp[0] = 0;
    
mp.count(0); // 1
mp.count(3); // 0

...

...

mp[0] = 0;

mp.count(0); // 1

mp.count(3); // 0

...

Нужно помнить, что для строк нужно добавлять кавычки — count("Good").

find

У этой функции основная цель узнать, есть ли определенный ключ в контейнере.

Если он есть, то передать итератор на его местоположение.
Если его нет, то передать итератор на конец контейнера.

Например, давайте разберем данный код:

#include <iostream>
#include <map>  // подключили библиотеку

using namespace std;

int main() {
  setlocale(0, "");
  map <string, string> book;  
  book["book"] = "книга";     

  map <string, string> :: iterator it, it_2;

  it = book.find("book");
  cout << it->second << endl;

  it_2 = book.find("books");

  if (it_2 == book.end()) {
      cout << "Ключа со значением 'books' нет";
  }

  system("pause");
  return 0;
}

#include <iostream>

#include <map> // подключили библиотеку

using namespace std;

int main() {

setlocale(0, "");

map <string, string> book;

book["book"] = "книга";

map <string, string> :: iterator it, it_2;

it = book.find("book");

cout << it->second << endl;

it_2 = book.find("books");

if (it_2 == book.end()) {

cout << "Ключа со значением 'books' нет";

}

system("pause");

return 0;

}

Давайте рассмотрим поподробнее:

В строке 8: мы создали map под названием — book.
В строке 9: задали единственный ключ "book" со значением "книга".
В строке 11: создали два итератора it и it_2.
В строке 13 — 14: получаем итератор на ключ «book» и выводим его значение.
В строке 16: получаем итератор на ключ «books», которого нет в нашем контейнере.
В строке 18 — 20: проверяем не указывает ли it_2 на конец контейнера и предупреждаем пользователя.

erase

Иногда приходится удалять элементы. Для этого у нас есть функция — erase().

Давайте посмотрим как она работает на примере:

map <string, string> passport;

passport["maxim"] = "Denisov";     // добавляем
passport["andrey"] = "Puzerevsky"; // новые
passport["dima"] = "Tilyupo";      // значения

cout << "Size: " << passport.size() << endl;

map <string, string> :: iterator full_name; // создали итератор на passport

full_name = passport.find("andrey"); // находим ячейку
passport.erase(full_name);           // удаляем

cout << "Size: " << passport.size();

map <string, string> passport;

passport["maxim"] = "Denisov"; // добавляем

passport["andrey"] = "Puzerevsky"; // новые

passport["dima"] = "Tilyupo"; // значения

cout << "Size: " << passport.size() << endl;

map <string, string> :: iterator full_name; // создали итератор на passport

full_name = passport.find("andrey"); // находим ячейку

passport.erase(full_name); // удаляем

cout << "Size: " << passport.size();

passport в нашем случае хранит имя как ключ, а фамилию как значение.

В итоге мы уменьшим количество наших элементов на один.

Также здесь мы воспользовались функцией size(), которая возвращает количество элементов.

А вот вывод:

erase.cpp

Size: 3

Size: 2

Process returned 0 (0x0) execution time : 0.010 s

Press any key to continue.

Создаем простую игру

Давайте закрепим наши знания на практике — создав примитивную игру.

Пользователю понадобится ввести количество домов на улице и указать для каждого дома сколько людей там проживает.

Далее он может модифицировать данные об улице таким образом:

Введя 0 — он сможет узнать имеется ли такой дом и если да, то сколько там живет людей.
Введя 1 — сможет удалить ключ из контейнера навсегда.
Введя 2 — он сможет добавить новый дом.

Вот код:

#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

int main() {
  map <int, int>  street; // создали журнал
  int n;

  cout << "Введите количество домов на улице: "; cin >> n;      // считываем количество 
  cout << "Укажите дом и сколько в нем живет людей: " << endl;  // домов 

  for (int i = 0; i < n; i++) {
    int house, people;
    cout << i << ") Дом "; 
    cin >> house;cin >> people;  // считываем введенные значения
    street.insert(make_pair(house, people));  
  }

  int q;
  cout << endl << "Введите количество операций: "; 
  cin >> q;  

  for (int i = 0; i < q; i++) {
    cout << i << ") "; 
    int a; cin >> a;

    if (a == 0) { // начала первой операция
      int house; 
      cout << "Укажите номер дома: "; cin >> house;
      if (street.count(house)) {
        cout << "Количество людей: " <<
        street[house] << endl;
      }
      else {
        cout << "Такого дома не существует! " << endl;
      }
    }
    if (a == 1) { // начала второй операции
      int deleter;
      cout << "Какой дом удалить: ";  cin >> deleter;
      if (street.find(deleter) == street.end()) {
        cout << "Его нет в списке, возможно уже разрушен :)";
      }
      else {
        street.erase(street.find(deleter));
        cout << "Элемент удален! " << endl;
      }
    }

    if (a == 2) { // начала третьей операции
      int house, people;
      cout << "Какой дом добавить: "; cin >> house;
      cout << "Какое количество людей там проживает: "; cin >> people;
      street[house] = people;
    }
  }

  return 0;
}

#include <iostream>

#include <map>

using namespace std;

int main() {

map <int, int> street; // создали журнал

int n;

cout << "Введите количество домов на улице: "; cin >> n; // считываем количество

cout << "Укажите дом и сколько в нем живет людей: " << endl; // домов

for (int i = 0; i < n; i++) {

int house, people;

cout << i << ") Дом ";

cin >> house;cin >> people; // считываем введенные значения

street.insert(make_pair(house, people));

}

int q;

cout << endl << "Введите количество операций: ";

cin >> q;

for (int i = 0; i < q; i++) {

cout << i << ") ";

int a; cin >> a;

if (a == 0) { // начала первой операция

int house;

cout << "Укажите номер дома: "; cin >> house;

if (street.count(house)) {

cout << "Количество людей: " <<

street[house] << endl;

}

else {

cout << "Такого дома не существует! " << endl;

}

if (a == 1) { // начала второй операции

int deleter;

cout << "Какой дом удалить: "; cin >> deleter;

if (street.find(deleter) == street.end()) {

cout << "Его нет в списке, возможно уже разрушен :)";

}

else {

street.erase(street.find(deleter));

cout << "Элемент удален! " << endl;

}

if (a == 2) { // начала третьей операции

int house, people;

cout << "Какой дом добавить: "; cin >> house;

cout << "Какое количество людей там проживает: "; cin >> people;

street[house] = people;

}

return 0;

}

Теперь давайте подробно разберем, что тут такое:

В строках 13 — 18: считываем все дома и их жителей.
- В строке 17: вместо обычного объявления ячейки мы использовали функцию insert.
В строках 24 — 57: здесь находится основной блок и на него стоит обратить внимание.
В строке 26: считываем операцию, которую хочет выполнить пользователь.
В строках 29 — 38: находится код для выполнения операции 0 (вывод элемента).
- В строке 31: оперируем функцией count, чтобы узнать имеется ли у нас данный элемент.
В строках 39 — 49: находится блок кода для использования операции 1 (удаление).
- В строке 42: проверяем есть ли этот вообще (даже если его нет, удаление не существующего элемента не приведет к ошибке).
- Если он есть — удаляем.
В строках 51 — 57: здесь выполнятся код для операции 2 (добавление).

А вот рабочая программа:

task_for_map.cpp

Введите количество домов на улице: 5

Укажите дом и сколько в нем живет людей:

0) Дом 1 64

1) Дом 2 81

2) Дом 3 100

3) Дом 4 25

4) Дом 5 121

Введите количество операций: 5

0) 0

Укажите номер дома: 1

Количество людей: 64

1) 1

Какой дом удалить: 1

Элемент удален!

2) 0

Укажите номер дома: 1

Такого дома не существует!

3) 2

Какой дом добавить: 7

Какое количество людей там проживает: 169

4) 1

Какой дом удалить: 9

Его нет в списке, возможно уже разрушен 🙂

Process returned 0 (0x0) execution time : 0.010 s

Press any key to continue.

Плюсы и минусы: использования map

Плюсы:

Ключом может быть любая переменная. Это огромный плюс, например если придется делать словарь.

Минусы:

Долгое добавление нового элемента.
Долгое обращение к элементу.
Долгое удаление нового элемента.
Также слишком затратный по памяти

Все эти операции происходят за — log n (n — это размер контейнера).

Подытожим:

Если вам требуется быстрый отклик программы, то если возможно оперировать вектором либо массивом лучше использовать именно их.
Если же время не стоит на первом месте, то можно им пренебречь и использовать map.

Упражнение

Создайте программу в которой пользователь сможет использовать данные операции:

Добавлять новое слова — [английское — русское].
Удалять их.
Изменять значение уже существующего слова (...->second).

Если есть вопросы пишите их в комментариях. Удачи в новых начинаниях!

23 апреля 2018

C++, Контейнеры

Комментарии

1 комментарий к записи “Map в C++: что это и как с этим работать”

Добавить комментарий Отменить ответ

Metod[]:

01.08.2021 в 00:42

#include
#include

using namespace std;

class Vocabulary
{
private:
map vocabulary;
string m_num_1;
string m_num_2;

public:
void fillingVocabulary(string num_1, string num_2)
{
m_num_1 = num_1;
m_num_2 = num_2;
vocabulary.insert(make_pair(num_1, num_2));
}

void printVocabulary()
{
map :: iterator it = vocabulary.begin();
cout << "А вот все отсортированно: " << endl;
for (int i = 0; it != vocabulary.end(); it++, i++)
{
cout << i << ") " <first << " — " <second << endl;
}
}

void deleteWord(string word)
{
map :: iterator full_name; // создали итератор на passport

full_name = vocabulary.find(word); // находим ячейку
vocabulary.erase(full_name);
}

void renameTranslateWord(string word, string translation)
{
map :: iterator it;

it = vocabulary.find(word);
it->second = translation;

if (it == vocabulary.end()) {
cout << "Ключа со значением " << word << " нет!\n";
}
}
};

int main()
{
Vocabulary myVoc;
myVoc.fillingVocabulary("go", "идти");
myVoc.printVocabulary();

myVoc.fillingVocabulary("Hello", "Привет");
myVoc.printVocabulary();

myVoc.deleteWord("go");
myVoc.printVocabulary();

myVoc.renameTranslateWord("Hello", "Пока");
myVoc.printVocabulary();

return 0;
}

Ответить

Metod[]:

01.08.2021 в 00:42

#include
#include

class Vocabulary
{
private:
map vocabulary;
string m_num_1;
string m_num_2;

public:
void fillingVocabulary(string num_1, string num_2)
{
m_num_1 = num_1;
m_num_2 = num_2;
vocabulary.insert(make_pair(num_1, num_2));
}

void printVocabulary()
{
map :: iterator it = vocabulary.begin();
cout << "А вот все отсортированно: " << endl;
for (int i = 0; it != vocabulary.end(); it++, i++)
{
cout << i << ") " <first << " — " <second << endl;
}
}

void deleteWord(string word)
{
map :: iterator full_name; // создали итератор на passport

full_name = vocabulary.find(word); // находим ячейку
vocabulary.erase(full_name);
}

void renameTranslateWord(string word, string translation)
{
map :: iterator it;

it = vocabulary.find(word);
it->second = translation;

if (it == vocabulary.end()) {
cout << "Ключа со значением " << word << " нет!\n";
}
}
};

int main()
{
Vocabulary myVoc;
myVoc.fillingVocabulary("go", "идти");
myVoc.printVocabulary();

myVoc.fillingVocabulary("Hello", "Привет");
myVoc.printVocabulary();

myVoc.deleteWord("go");
myVoc.printVocabulary();

myVoc.renameTranslateWord("Hello", "Пока");
myVoc.printVocabulary();

return 0;
}

Ответить

Map в C++: что это и как с этим работать

Что такое map

Как создать map

Итераторы для map

Вывод контейнера

Методы map

insert

count

find

erase

Создаем простую игру

Плюсы и минусы: использования map

Упражнение

Поделиться ссылкой:

Добавить комментарий Отменить ответ