C++ 学习笔记第十章（关联容器）

一、pair类型

pair包含两个数据值，与容器一样，pair也是一种模版类型。在创建pair对象时，必须提供两个类型名：pair对象所包含的两个数据成员各自对应的类型名字，这两个类型必须相同。

如：

pair anon;

pair word_count;

pair > line;

可采用typedef简化其声明：

如：typedef pair Author;

       Author proust("Marcel", "Proust");

二、pair对象的操作

   只需要使用普通的点操作符即可访问。first和second

如：author.first, autor.second

三、生成新的pair对象

pair next_auth;

string first, last;

cin >> first >> last;

next_auth = make_pair(first, last);

四、关联容器

1、map的构造函数

map m;  创建一个名为m的空map对象，其键和值的类型分别为k和v

map m(m2);  创建m2的副本m，m与m2必须有相同的键类型和值类型。

map m(b, e); 创建map类型的对象m，存储迭代器b和e标记范围内所有元素的副本。元素的类型

必须能转换为 pair

2、键类型的约束条件

键类型必须定义 < 操作符，而且该操作符必须能“正确地工作”

3、map定义的类型

map::key_type;    在map容器中，用做索引的键的类型

map::mapped_type;  在map容器中，键所关联的值的类型

map::value_type;   一个pair类型，它的first元素具有const map::key_type类型，而second元素则为map::mapped_type类型。它的值成员可以修改，键成员不能修改。

map迭代器进行解引用将产生pair类型的对象。

对迭代器进行解引用操作时，将获得一个引用，指向容器中一个value_type类型的值。

//在一个word_count容器中获取一个迭代器

map::iterator map_it = word_count.begin();

cout << "key = " <<  map_it->first << " value = " << map_it->second << endl;

map_it->first = "new key" ;// 错误，key is const

++map_it->second;           //正确，我们能够改变其值通过迭代器

对迭代器进行解引用将获得一个pair对象，它的first成员存放键，为const，而second成员存放值。

4、给map添加元素

 

下标行为的编程意义：

对于map容器，如果下标所表示的键在容器中不存在，则添加新元素。

map迭代器返回value_type类型的值，为pair对象，下标操作返回一个mapped_type类型的值。

5、map::insert 的使用

map容器提供的insert操作

m.insert(e); e是一个用在m上的value_type类型的值，如果键e.first不在m中，则插入一个值为e.second的新元素。如果该键在m中已存在，则保持m不变。该函数返回一个pair类型对象，包含指向键为e.first的元素的map迭代器，以及一个bool类型的对象，表示是否插入了该元素。

m.insert(beg, end) beg 和 end 是标记元素范围的迭代器，其中的元素必须为 

m.value_type 类型的键－值对。对于该范围内的所有元素，如果它的键在 m 中不存在，则将该键及其关联的值插入到 m。返回 void 类型

m.insert(iter, e)  e 是一个用在 m 上的 value_type 类型的值。如果键（e.first）不在 m 中，则创建新元素，并以迭代器 iter 为起点搜索新元素存储的位置。返回一个迭代器，指向 m 中具

有给定键的元素 

6、查找并读取map中的元素

用下标方法可以获取一个元素，但是当元素不存在时，就会插入一个元素，这点需要明白。所以一般

如果不是有目的，用下面的方法更合理。

m.count(k) //返回m中k出现的次数

m.find(k) //如果m容器中存在按K索引的元素，则返回指向该元素的迭代。不存在，则返回超出末端迭代器。

读取元素而不插入该元素

int occurs = 0;

map::iterator it = word_count.find("foobar");

if(it != word_count.end())

occurs = it->second;

7、从map对象中删除元素

m.erase(k);   删除m中键为k的元素，返回size_type类型的值，表示删除的元素的个数。

m.erase(p);   从m中删除迭代器p所指向的元素，p必须指向m中确实存在的元素，且不能等于m.end()，返回void

m.erase(b ,e); 从m中删除一段范围内的元素，该范围由迭代器b和e标记。

8、map对象的迭代遍历

map::const_itertor map_it = word_count.begin();

while (map_it != word_count.end())

{

cout << map_it->first << " occors　" 

                << map_it->second << " times" << endl;

        ++map_it;　　

}

实例，单词转换对，a文件包含单词转换的对，将b文件按a中的对应关系进行转换。

文本查询程序代码：

1、按行读取某个文件中的内容到vector，按顺序存储。

2、将单词存放到map中，键为单词，值为单词所在的行的集合（set）。

3、查询某个单词时，打印该单词所在的行，以及所在行的内容。

querrymain.cpp

#include "text_query.hpp"
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <set>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cctype>
#include <cstring>
#include <cstdlib>

using std::set;
using std::string;
using std::map;
using std::vector;
using std::cerr;
using std::cout;
using std::cin;
using std::ifstream;
using std::endl;

string make_plural(size_t, const string&, const string&);
ifstream& open_file(ifstream&, const string&);

string make_plural(size_t ctr, const string &word,
                               const string &ending)
{
    return (ctr != 1) ?  word + ending : word;

}

ifstream& open_file(ifstream & in,const string & file)
{
    in.close();
    in.clear();

    in.open(file.c_str());

    return in;
}

void print_results(const set<TextQuery::line_no>& locs,
                  const string& sought, const TextQuery &file)
{
   // if the word was found, then print count and all occurrences
   typedef set<TextQuery::line_no> line_nums;
   line_nums::size_type size = locs.size();
   cout << "\n" << sought << " occurs "
        << size << " "
        << make_plural(size, "time", "s") << endl;

   // print each line in which the word appeared
   line_nums::const_iterator it = locs.begin();
   for ( ; it != locs.end(); ++it) {
       cout << "\t(line "
            // don't confound user with text lines starting at 0
            << (*it) + 1 << ") "
            << file.text_line(*it) << endl;
   }
}

int main(int argc, char **argv)
{
    ifstream infile;
    if (argc < 2 || !open_file(infile, argv[1]))
    {
        cerr << "No input file!" << endl;
        return EXIT_FAILURE;
    }

    TextQuery tq;
    tq.read_file(infile);

    tq.display_map();

     // iterate with the user: prompt for a word to find and print results
    // loop indefinitely; the loop exit is inside the while
    while (true)
    {
        cout << "enter word to look for, or q to quit: ";
        string s;
        cin >> s;

        // stop if hit eof on input or a 'q' is entered
        if (!cin || s == "q") break;

        // get the set of line numbers on which this word appears
        set<TextQuery::line_no> locs = tq.run_query(s);

        // print count and all occurrences, if any
        print_results(locs, s, tq);
     }
    return 0;
}

Text_query.hpp

#ifndef TEXTQUERY_HPP
#define TEXTQUERY_HPP
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <set>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>

using std::ifstream;

class TextQuery{

public:
    typedef std::string::size_type str_size;
    typedef std::vector<std::string>::size_type line_no;

    /* interface:
     *    read_file builds internal data structures for the given file
     *    run_query finds the given word and returns set of lines on which it appears
     *    text_line returns a requested line from the input file
     */
    void read_file(ifstream &is)
        { store_file(is); build_map();}

    std::set<line_no> run_query(const std::string&) const;  //形参表后跟上const 表示该函数为常量成员函数，const成员函数不能修改调用该函数的对象，
    std::string text_line(line_no) const;
    str_size size() const {return lines_of_text.size();}
    void display_map();

private:

    void store_file(ifstream&);
    void build_map();

     //
     std::vector<std::string> lines_of_text;

     //set
     std::map< std::string, std::set<line_no> > word_map;

     static std::string whitespace_chars;

     static std::string cleanup_str(const std::string&);

};

#endif

TextQuery.cpp

#include "text_query.hpp"
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <set>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cctype>
#include <cstring>
#include <stdexcept>

using std::istringstream;
using std::set;
using std::string;
using std::getline;
using std::map;
using std::vector;
using std::cerr;
using std::cout;
using std::cin;
using std::ifstream;
using std::endl;
using std::ispunct;
using std::tolower;
using std::strlen;
using std::out_of_range;

string TextQuery::text_line(line_no line) const
{
    if (line < lines_of_text.size())
    {
        return lines_of_text[line];
    }
    throw std::out_of_range("line number out of range");
}

//×÷lines_of_text ò
void TextQuery::store_file(ifstream &is)
{
    string textline;
    while (getline(is, textline))
        lines_of_text.push_back(textline);
}

// \v: vertical tab; \f: formfeed; \r: carriage return are
// treated as whitespace characters along with space, tab and newline
string TextQuery::whitespace_chars(" \t\n\v\r\f");

//lines_of_texté··word_map
void TextQuery::build_map()
{
    for (line_no line_num = 0;
                 line_num != lines_of_text.size();
                 ++line_num)
    {
        istringstream line(lines_of_text[line_num]);
        string word;
        while (line >> word)
        {
            //printf("read word is [%s] \n", word.c_str());
            //word_map[cleanup_str(word)]setàó÷insertset
            word_map[cleanup_str(word)].insert(line_num); // cleanup_str±ê·
        }
    }
}

set<TextQuery::line_no>
TextQuery::run_query(const string &query_word) const
{
    // Note: ±findé±íword_map


    map<string, set<line_no> >::const_iterator
                              loc = word_map.find(cleanup_str(query_word));

    if (loc == word_map.end())
        return set<line_no>(); //return empty set
    else
        return loc->second;

}

void TextQuery::display_map()
{
    map< string, set<line_no> >::iterator iter = word_map.begin(),
                                          iter_end = word_map.end();
    for (; iter != iter_end; ++iter)
    {
        cout << "word: " << iter->first << " {";

       // fetch location vector as a const reference to avoid copying it
       const set<line_no> &text_locs = iter->second;
       set<line_no>::const_iterator loc_iter = text_locs.begin(),
                                    loc_iter_end = text_locs.end();

        // print all line numbers for this word
       while (loc_iter != loc_iter_end)
       {
            cout << *loc_iter;

            if (++loc_iter != loc_iter_end)
                 cout << ", ";
       }
       cout << endl;
    }
    cout << endl;
}

string TextQuery::cleanup_str(const string &word)
{
    string ret;
    for (string::const_iterator it = word.begin(); it != word.end(); ++it) {
        if (!ispunct(*it))
            ret += tolower(*it);
    }
    return ret;
}