在C++ STL中映射key_comp()

在C++的STL中，映射（map）是一种非常有用的数据结构，它允许将一组“键-值”对按照键的大小自动排序。然而，当我们需要像查找、删除或者插入一对“键-值”对时，我们就需要使用到key_comp()函数。

key_comp()函数介绍

key_comp()函数用于比较键（key）的大小，它返回一个用来比较键的比较函数。该比较函数采用两个参数，返回一个bool值。如果第一个参数小于第二个参数，那么返回true，否则返回false。

#include <iostream>
#include <map>

int main() {
  std::map<int, std::string> my_map;

  // 插入一些‘键-值’对
  my_map.insert(std::make_pair(1, "apple"));
  my_map.insert(std::make_pair(2, "banana"));
  my_map.insert(std::make_pair(3, "orange"));

  // 获取一个用于比较键的比较函数
  auto my_comp = my_map.key_comp();

  // 比较键的大小
  std::cout << "is 1 < 2 ? " << my_comp(1, 2) << std::endl;
  std::cout << "is 2 < 1 ? " << my_comp(2, 1) << std::endl;
}

输出：

is 1 < 2 ? 1
is 2 < 1 ? 0

key_comp()函数的应用

使用key_comp()函数查找元素

如果我们想在映射（map）中查找一个元素，通常使用find()函数是最简单的方法。但是，当我们使用一些复杂的数据类型（如结构体）作为键值时，find()函数可能会比较复杂或者不可用。在这种情况下，我们可以使用key_comp()函数来自定义比较函数，并使用upper_bound()或者lower_bound()函数来查找元素。

如果我们想查找一个键值为x的元素，我们可以使用以下代码：

// 获取用于比较键的比较函数
auto my_comp = my_map.key_comp();

// 查找元素
auto it = my_map.lower_bound(x);
if (it != my_map.end() && !my_comp(x, it->first))
{
  // 找到了键值为x的元素
  std::cout << "Found " << it->second << std::endl;
}

如果我们想找到第一个键值大于等于x的元素，可以使用lower_bound()函数；如果想找到第一个键值大于x的元素，可以使用upper_bound()函数。

使用key_comp()函数删除元素

如果我们想在映射中删除一个元素，通常使用erase()函数是最常见的方法。但是，当我们需要删除一个键值为x的元素时，erase(x)函数可能会比较麻烦。在这种情况下，我们可以使用key_comp()函数来自定义比较函数，并使用lower_bound()或者upper_bound()函数来查找要删除的元素。

// 获取用于比较键的比较函数
auto my_comp = my_map.key_comp();

// 查找要删除的元素
auto it = my_map.lower_bound(x);
if (it != my_map.end() && !my_comp(x, it->first))
{
  // 删除元素
  my_map.erase(it);
}

使用key_comp()函数自定义映射的排序方式

通常情况下，映射会按照键的大小自动排序。但是，有时候我们需要自定义排序方式。在这种情况下，我们可以使用key_comp()函数来自定义比较函数。

struct my_struct {
  int x;
  int y;
};

bool compare_my_struct(const my_struct& a, const my_struct& b)
{
  return a.x < b.x || (a.x == b.x && a.y < b.y);
}

int main() {
  std::map<my_struct, std::string, decltype(&compare_my_struct)> my_map(compare_my_struct);

  // 插入一些‘键-值’对
  my_map.insert(std::make_pair(my_struct{3, 2}, "apple"));
  my_map.insert(std::make_pair(my_struct{1, 1}, "banana"));
  my_map.insert(std::make_pair(my_struct{2, 3}, "orange"));

  // 遍历输出映射中的‘键-值’对
  for (const auto& p : my_map) {
    std::cout << "{" << p.first.x << ", " << p.first.y << "}->" << p.second << std::endl;
  }
}

输出：

{1, 1}->banana
{2, 3}->orange
{3, 2}->apple

在以上例子中，我们定义了一个结构体my_struct，并自定义了比较函数compare_my_struct()。接着，我们声明了一个映射变量my_map，并在初始化时指定了自定义的比较函数。由于我们定义的比较函数返回bool值，因此需要指定该比较函数的类型为decltype(&compare_my_struct)。

总结

key_comp()函数是STL中映射（map）非常有用的一个函数，它用于比较键（key）的大小，并返回一个用于比较键的比较函数。通过使用key_comp()函数，我们可以方便地查找、删除、插入元素，以及自定义映射的排序方式。