在这篇文章中，我们将学习如何在C++中处理二维（2D）地图，我们用C++代码实例来解释这个概念。

简介 - 什么是二维地图？

从本质上讲，二维地图是一个地图的地图，也就是一个嵌套地图。它类似于一个二维数组，是一个数组的数组。

应用

2DMap

该表显示了二维地图如何存储数据。当有嵌套信息时，二维地图是非常有用的。例如，在上表中，每个人都有一个标识符 "姓名"，并有几条嵌套信息（身高、体重和年龄）。

入门 - 声明一个二维地图

创建二维地图的语法与创建一维地图的语法非常相似。

下面是创建一维地图的语法，键是int类型，值是string类型。

一维地图

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

int main () {
    map<int, string> map1d;
}

二维地图

下面是创建二维地图的语法。这个地图中的键是ints，值是map。这些内部地图的键是字符串类型，值是int类型。

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d;
}

添加和更新键/值

添加键和更新值的语法与一维数组的语法非常相似，但是，我们要指定两个键而不是一个。

下面是向map2D添加一个新键（0）的代码，并将其内部地图的键 "key "设置为5。

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d;
    map2d[0]["key"] = 5;
}

以下是工作原理：
由于map2d 是一个2D地图，map2d[0] 本身就是一个地图，键是一个字符串，值是一个int。最初，map2d[0] 没有任何元素，但现在我们给map2d[0] 添加了一个元素，其键为 "key"，值为5。现在，map2d有一个元素，其中键是0，值是map。

我们也可以向内部地图添加其他值：

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d;
    map2d[0]["key"] = 5;
    map2d[0]["new key"] = 10;
    map2d[1]["key"] = 15;
}

我们还可以更新值：

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d;
    map2d[0]["key"] = 5;
    map2d[0]["key"] = 10; // Updates the value that was previously set
}

访问值

我们可以使用与添加/更新值相同的语法来访问2D地图中的值。

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d;
    map2d[0]["key"] = 5;
    map2d[0]["key"] = 10;
    cout << map2d[0]["key"];
}

输出： 10

擦除键/值对

擦除整个内部地图

擦除整个内部地图是相当直接的--我们需要做的就是调用erase 函数，并将我们想要擦除的键作为参数传入。

下面是一个例子：

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d;
    map2d[0]["key"] = 5;
    
    map2d.erase(0); // There is no longer any value for the key 0.
}

作为执行的结果，整个内部地图（也就是map2d 中键0的值）被擦除。

擦除内部地图中的一个特定的键/值

为了擦除内层地图中的特定键/值（例如：map2d[0] 中的 "key"），我们首先需要访问内层地图，然后调用erase 函数。

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d;
    map2d[0]["key"] = 5;
    
    map2d[0].erase("key"); // access map2d at key 0, 
    // then delete the key "key" from this inner map
}

使用初始化器列表初始化二维地图

当我们创建一个一维地图时，我们可以使用以下格式初始化一个地图。

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

int main () {
    map<int, string> map1d = {
        {0, "hello"},
        {1, "bye"}
    };
}

我们可以用类似的方式来初始化一个二维地图。然而，我们不是用一个字符串，而是用一个地图作为值。每一个内层地图的格式都与前面代码段中的地图相同：

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d = {
        {0, {{"key", 5}, {"other", 10}}}, 
        {1, {{"key", 15}, {"other", 20}}}
    };

上面的代码等同于写：

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d;
    
    map2d[0]["key"] = 5;
    map2d[0]["other"] = 10;
    
    map2d[1]["key"] = 15;
    map2d[1]["other"] = 20;
}

遍历一个二维地图

为了迭代一个二维地图，我们需要迭代外层地图和每个内层地图。因此，我们将使用嵌套的for循环。

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

int main () {
    map<int, map<string, int>> map2d;
    map2d[0]["key"] = 5;
    map2d[0]["other"] = 10;
    
    map2d[1]["key"] = 15;
    map2d[1]["other"] = 20;

    for (auto outer = map2d.begin(); outer != map2d.end(); outer++) {
        // print the key
        cout << outer->first << "\n";
        //iterate through the value, which is a map
        auto inner_map = outer->second;
        for (auto inner_iterator = inner_map.begin(); inner_iterator != inner_map.end(); inner_iterator++) {
            cout << inner_iterator->first << ": "; //print the inner key
            cout << inner_iterator->second << " "; // print the inner value
        }
        cout << "\n";
    }
}

输出：

0
key: 5 other: 10 
1
key: 15 other: 20

以下是其工作原理：

为了循环浏览地图，我们使用迭代器。每个地图迭代器都有名为first 和second 的成员，我们使用箭头运算符(->)来访问这些成员。first 是用来访问键的，second 是用来访问地图中每个元素的值。

在外循环中，我们使用了一个叫做outer的迭代器。首先，我们使用cout << outer->first ，打印每个元素的键。然后，我们通过创建一个名为inner_map （为简单起见，指定为auto ）的新变量并给它赋值outer->second ，来访问内部地图。

然后，我们创建一个内循环来遍历inner_map ，用一个叫做inner_iterator 的迭代器。在这个循环中，我们使用inner_iterator->first 和inner_iterator->second 打印每个键和值。

复杂性

地图操作

地图操作（例如查找、更新）的时间复杂度是O(log(N))。

迭代

由于我们对每个内层地图进行迭代，完整迭代的总体时间复杂度是O(NM)，其中N是外层地图的大小，M是内层地图的大小。

结语

这篇文章到此结束!希望你喜欢阅读。

在C++中处理二维地图的方法

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