如何确保 std::map 是有序的？

Question

使用std::map<int, ...> 如何确保在插入时迭代它会按整数键的升序进行？

Answer 1

你不需要做任何事情。地图将根据键的值升序排列。

在内部，地图在键之间进行比较以对其元素进行排序。默认情况下，它使用std::less<KEY>，相当于bool operator<(int, int) 用于整数。对于用户定义的类型，您必须选择：

1. 实现 bool operator<(const MyType&, const MyType&) 在用户定义类型之间实现严格的弱排序比较。如果您的类型具有自然顺序，请使用此选项

2. 提供一个实现严格弱排序的二元仿函数，您可以将其作为第三个模板参数传递给映射。如果您的类型没有自然顺序，或者如果您想使用与 std::less<Key> 使用的顺序不同的顺序构建地图，请使用此选项，通过第 1 点中的bool operator<(...)。

通常在幕后发生的事情是 map 实现为自平衡二叉树，并使用严格的弱排序来在 map 中放置新元素，并确定两个元素是否相等。顺便说一句，同样的逻辑适用于std::set，其中键和值是相同的。

Answer 2

std::map 自己做。您无需执行任何操作。

默认情况下，它按升序对键进行排序。如果您希望它按降序排序，则将 std::greater<T> 作为 third 模板参数传递给 std::map。

std::map<int, X>  m1;                    //sorts key in increasing order
std::map<int, X, std::greater<int>>  m2; //sorts key in decreasing order
std::map<int, X, std::less<int>> m3;     //sorts key in increasing order

third template parameter 的 默认 参数是 std::less<T>，所以上面的 m1 和 m3 是相同的类型！

演示：

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>

int main()
{
    std::cout << "\nkeys are in increasing order: \n";
    std::map<int, std::string> m1;
    m1[5] = "first insertion but higher key";
    m1[1] = "second insertion but lower key";
    for(auto const & item : m1) 
       std::cout << "{" << item.first  <<"," << item.second << "}\n";

    std::cout << "\nkeys are in decreasing order: \n";   
    std::map<int, std::string, std::greater<int> > m2;
    m2[1] = "first insertion but lower key";
    m2[2] = "second insertion but higher key";
    for(auto const & item : m2) 
       std::cout << "{" << item.first  <<"," << item.second << "}\n";
}

输出：

keys are in increasing order: 
{1,second insertion but lower key}
{5,first insertion but higher key}

keys are in decreasing order: 
{2,second insertion but higher key}
{1,first insertion but lower key}

请注意，在这两种情况下，项目都按照std::map 的第三个模板参数指定的顺序排列。输出不依赖于插入的顺序，而是键的顺序！

Live demo

还有std::unordered_map 不对元素进行排序。

Answer 3

map 通常实现为binary search tree，因此迭代器已经为您提供了排序的键。

如果您不关心订单，您可以使用unordered_map（来自 c++11 或 boost），这可以让您加快订单交易。