C++ 多重映射

C++ multimap 是标准模板库 (STL) 中的一个关联容器，它提供了 map 的功能，但允许多个元素具有相同的键。

创建 C++ Multimap

要创建 C++ 中的 multimap，我们首先需要包含 <map> 头文件。

#include <map>

导入此文件后，我们可以使用以下语法创建 multimap

std::multimap<key_type, value_type> multimap_name = {
    {key1, value1},
    {key2, value2},
    ...
};

这里，

• key_type - 键的数据类型
• value_type - 值的数据类型
• {key1, value1}, {key2, value2}, ... - 要分配给 multimap 的键值对

注意：在我们的教程中，我们将使用 std 命名空间。因此，我们可以直接写 multimap 而不是 std::multimap。

例如，

// create a multimap with int key and string value
multimap<int, string> my_multimap = {
    {1, "One"},
    {1, "Uno"},
    {2, "Two"},
};

这会创建一个名为 my_multimap 的 multimap，其中键是 int 类型，值是 string 类型。

示例：C++ Multimap

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {

    // create a multimap
    multimap<int, string> my_multimap = {
        {1, "Un"},
        {1, "One"},
        {2, "Two"},
        {2, "Dos"},
        {1, "Uno"},
        {2, "Deux"}
    };

    cout << "Key - Value" << endl;

    // loop across the multimap
    // display the key-value pairs
    for(const auto& key_value: my_multimap) {
        int key = key_value.first;
        string value = key_value.second;

        cout << key << " - " << value << endl;
  }

    return 0;
}

输出

Key - Value
1 - Un
1 - One
1 - Uno
2 - Two
2 - Dos
2 - Deux

在上面的示例中，我们声明并初始化了一个名为 my_multimap 的 multimap。

请注意，multimap 已按其键排序，而不是按插入顺序排序。

注意：插入顺序仅对具有相同键的元素进行维护。

然后，我们使用 范围 for 循环 显示了 multimap 的内容。

for(const auto& key_value: my_multimap) {
    int key = key_value.first;
    string value = key_value.second;    
    cout << key << " - " << value << endl;
}

在上面的代码中，multimap 的每个元素（键值对）都存储在变量 key_value 中。

然后，我们使用以下方式获取键和值：

• key_value.first - 获取键
• key_value.second - 获取值

C++ Multimap 方法

在 C++ 中，multimap 类提供了各种方法来对 multimap 执行不同的操作。

向 Multimap 中插入数据

我们可以使用 insert() 方法在 multimap 中插入一个**键值**对。例如，

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {

    multimap<string, int> numbers;

    // insert a pair {"Odd", 1}
    numbers.insert({"Odd", 1});

    // insert multiple pairs
    numbers.insert({{"Even", 2}, {"Even", 6}, {"Odd", 5}, {"Even", 4}});

    cout << "Key - Value" << endl;

    // display numbers   
    for(const auto& key_value: numbers) {
        string key = key_value.first;
        int value = key_value.second;
        cout << key << " - " << value << endl;
    }

    return 0;
}

输出

Key - Value
Even - 2
Even - 6
Even - 4
Odd - 1
Odd - 5

从 Multimap 中删除元素

我们可以使用以下方法从 multimap 中删除元素：

• erase() - 删除具有指定键的元素
• clear() - 删除所有 multimap 元素

例如，

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

// function prototype for display_multimap()
void display_multimap(const multimap<int, string> &);

int main() {

    multimap<int, string> student {
        {111, "John"},
        {132, "Mark"},
        {143, "Chris"},
        {143, "Christopher"}
    };
  
    cout << "Initial Multimap:" << endl;
    display_multimap(student);

    // remove element with key: 143  
    student.erase(143);
  
    cout << "\nMultimap After Erasing Key 143: " << endl;
    display_multimap(student);

    // remove all multimap elements
    student.clear();

    cout << "\nMultimap After Clearing: " << endl;
    display_multimap(student);

    return 0;
}

// function to print multimap elements
void display_multimap(const multimap<int, string> &umap){

    for(const auto& key_value: umap) {
        int key = key_value.first;
        string value = key_value.second;
    
        cout << key << " - " << value << endl;
    }
}

输出

Initial Multimap:
111 - John
132 - Mark
143 - Chris
143 - Christopher

Multimap After Erasing Key 143: 
111 - John
132 - Mark

Multimap After Clearing: 

在上面的示例中，我们使用 erase() 方法从 multimap 中删除了键为 **143** 的元素。

然后，我们使用 clear() 方法删除了 multimap 的所有元素。

检查 Multimap 的大小

我们可以使用 empty() 方法检查 multimap 是否为空，并使用 size() 方法计算其大小。

empty() 方法返回

• true - 如果 multimap 为空。
• false - 如果 multimap 不为空。

size() 方法返回 multimap 中的元素数量。例如，

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {

    multimap<string, int> my_multimap;
    
    // check capacity before insertion
    string result = my_multimap.empty()? "Yes" : "No";
    int multimap_size =  my_multimap.size();

    cout << "Before Insertion";
    cout << "\nIs multimap empty? " << result << endl;
    cout << "multimap size: " << multimap_size << endl;
        
    // insert element
    my_multimap.insert({"apple",2});
    
    // check capacity after insertion
    result = my_multimap.empty()? "Yes" : "No";
    multimap_size = my_multimap.size();

    cout << "\nAfter Insertion" << endl;
    cout << "\Is multimap empty? " << result << endl;
    cout << "multimap size: " << multimap_size << endl;
    
    return 0;
}

输出

Before Insertion
Is multimap empty? Yes
multimap size: 0

After Insertion
Is multimap empty? No
multimap size: 1

在这里，使用 三元运算符，result 变量存储字符串

• 如果 multimap 为空（即，当 empty() 返回 true 时），则为 Yes
• 如果 multimap 不为空（即，当 empty() 返回 false 时），则为 Yes

在 Multimap 中查找键

我们可以使用 find() 函数查找具有特定键的元素。

find() 函数返回

• 如果**找到键**，则返回指向该元素的迭代器
• 如果**未找到键**，则返回指向容器末尾的迭代器（end() 迭代器）

例如，

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {

    multimap<string, int> my_multimap;

    my_multimap.insert({"apple", 5});
    my_multimap.insert({"banana", 3});
    my_multimap.insert({"apple", 2});
    my_multimap.insert({"cherry", 4});

    // find elements with the key "apple"
    string key_to_find = "apple";
    auto found = my_multimap.find(key_to_find);

    // print the found key
    if (found != my_multimap.end()) {
        cout << "Found key " << key_to_find << ": " << endl;
        cout << found->first << " - " << found->second << endl;
    }
    else {
        cout << "Key " << key_to_find << " not found." << endl;
    }

    return 0;
}

输出

Found key apple: 
apple - 5

从示例可以看出，find() 方法仅返回 multimap 中键的第一个实例。

检查键是否存在于 Multimap 中

我们可以使用以下方法检查指定的键是否存在于 multimap 中。

• find() - 如果找到键，则返回指向该元素的迭代器，否则返回 end() 迭代器
• count() - 返回指定键的出现总次数

例如，

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {

    multimap<int, string> students {
        {20, "Chris"},
        {28, "Joseph"},
        {20, "Blake"}
    };

    cout << "Using count():" << endl;
    cout << "Does age " << 20 << " exist? ";

    // count() returns the number of occurences of the specified key
    int count_20 = students.count(20);

    if (count_20) {
        cout << "Yes";
        cout << "\nTotal Students with age 20 = " << count_20 << endl;
    }
    else {
        cout << "No";
    }

    cout << "\nUsing find():" << endl;
    cout << "Does age " << 27 << " exist? ";

    // find() returns students.end()
    // if the key is not found 
    if (students.find(27) != students.end()) {
        cout << "Yes";
    }
    else {
        cout << "No";
    }
  
    return 0;
}

输出

Using count():
Does age 20 exist? Yes
Total Students with age 20 = 2

Using find():
Does age 27 exist? No

在上面的示例中，我们使用了 find() 和 count() 方法来检查给定的键是否存在于 multimap 中。

最初，我们使用 count() 方法查找键 **20** 出现的总次数。

int count_20 = students.count(20);

然后，我们使用 find() 方法检查键 **27** 是否存在。

if (students.find(27) != students.end()) {
    cout << "Yes";
}
else {
    cout << "No";
}