【C++ Boost】容器
第 13 章 容器
13.1. 概述
将会介绍许多我们在 C++ 标准中已经很熟悉的容器的 Boost 版本。 在这一章里， 我们会对 Boost.Unordered 的用法有一定的了解 （这个容器已经在 TR1 里被加入到了 C++ 标准）； 我们将会学习如何定义一个 Boost.MultiIndex； 我们还会了解何时应该使用 MuitiIndex 的一个特殊的扩展 —— Boost.Bimap。 接下来， 我们会向你介绍第一个容器 —— Boost.Array， 通过使用它， 你可以把 C++ 标准里普通的数组以容器的形式实现。
13.2. Boost.Array
库 Boost.Array 在 boost/array.hpp 中定义了一个模板类 boost::array 。 通过使用这个类， 你可以创建一个跟 C++ 里传统的数组有着相同属性的容器。 而且， boost::array 还满足了 C++ 中容器的一切需求， 因此， 你可以像操作容器一样方便的操作这个 array。 基本上， 你可以把 boost::array 当成 std::vector 来使用， 只不过 boost::array 是定长的。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: array_test.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/array.hpp> #include <iostream> #include <string> #include <algorithm> int main() { typedef boost::array<std::string, 3> array; array a; //三种赋值的方法 a[0] = "Boris"; a.at(1) = "Anton"; *a.rbegin() = "Caesar"; std::sort(a.begin(), a.end()); for (array::const_iterator it = a.begin(); it != a.end(); ++it) std::cout << *it << std::endl; std::cout << a.size() << std::endl; std::cout << a.max_size() << std::endl; //使用传统 C++ 数组的初始化方式来初始化。 array b = {"Boris", "Anton", "Caesar"}; for (auto iter:b) std::cout << iter << std::endl; }
Anton Boris Caesar 3 3 Boris Anton Caesar
这个例子说明,boost::array 简直就是简单的不需要任何多余的解释， 因为所有操作都跟 std::vector 是一样的。一个 boost::array 类型的数组可以使用传统 C++ 数组的初始化方式来初始化。既然这个容器已经在 TR1 中加入到了 C++ 标准， 它同样可以通过 std::array 来访问到。 他被定义在头文件 array 中， 使用它的前提是你正在使用一个支持 TR1 的 C++ 标准的库。
13.3. Boost.Unordered
Boost.Unordered 在 C++ 标准容器 std::set， std::multiset， std::map 和 std::multimap 的基础上多实现了四个容器： boost::unordered_set， boost::unordered_multiset， boost::unordered_map 和 boost::unordered_multimap。 那些名字很相似的容器之间并没有什么不同， 甚至还提供了相同的接口。 在很多情况下， 替换这两种容器 (std 和 boost) 对你的应用不会造成任何影响。
Boost.Unordered 和 C++ 标准里的容器的不同之处在于—— Boost.Unordered 不要求其中的元素是可排序的， 因为它不会做出排序操作。 在排序操作无足轻重时（或是根本不需要）， Boost.Unordered 就很合适了。
为了能够快速的查找元素， 我们需要使用 Hash 值。 Hash 值是一些可以唯一标识容器中元素的数字， 它在比较时比起类似 String 的数据类型会更加有效率。 为了计算 Hash 值， 容器中的所有元素都必须支持对他们自己唯一 ID 的计算。 比如 std::set 要求其中的元素都要是可比较的， 而 boost::unordered_set 要求其中的元素都要可计算 Hash 值。 尽管如此， 在对排序没有需求时， 你还是应该倾向使用 Boost.Unordered。
下面的例子展示了 boost::unordered_set 的用法。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: unordered_set_test.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/unordered_set.hpp> #include <iostream> #include <string> int main() { typedef boost::unordered_set<std::string> unordered_set; unordered_set set; set.insert("Boris"); set.insert("Anton"); set.insert("Caesar"); set.insert("Caesar"); for (unordered_set::iterator it = set.begin(); it != set.end(); ++it) std::cout << *it << std::endl; std::cout << set.size() << std::endl; std::cout << set.max_size() << std::endl; std::cout << (set.find("David") != set.end()) << std::endl; std::cout << set.count("Caesar") << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test Caesar Anton Boris 3 1152921504606846975 0 1
boost::unordered_set 提供了与 std::set 相似的函数。 当然， 这个例子不需要多大改进就可以用 std::set 来实现。
下面的例子展示了如何用 boost::unordered_map 来存储每一个的 person 的 name 和 age。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: unordered_map_test.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/unordered_map.hpp> #include <iostream> #include <string> int main() { typedef boost::unordered_map<std::string, int> unordered_map; unordered_map map; map.insert(unordered_map::value_type("Boris", 31)); map.insert(unordered_map::value_type("Anton", 35)); map.insert(unordered_map::value_type("Caesar", 25)); map.insert(unordered_map::value_type("Parzul", 25)); for (unordered_map::iterator it = map.begin(); it != map.end(); ++it) std::cout << it->first << ", " << it->second << std::endl; std::cout << map.size() << std::endl; std::cout << map.max_size() << std::endl; std::cout << (map.find("David") != map.end()) << std::endl; std::cout << map.count("Boris") << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test Parzul, 25 Caesar, 25 Anton, 35 Boris, 31 4 1152921504606846975 0 1
就像我们看到的， boost::unordered_map 和 std::map 之间并没多大区别。 同样地， 你可以很方便的用 std::map 来重新实现这个例子。
就像上面提到过的， Boost.Unordered 需要其中的元素可计算 Hash 值。 一些类似于 std::string 的数据类型“天生”就支持 Hash 值的计算。 对于那些自定义的类型， 你需要手动的定义 Hash 函数。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: unordered_set_to_map_test.cpp // AUTHOR: parzulpan // //用set实现map，需要自定义hash函数 #include <boost/unordered_set.hpp> #include <iostream> #include <string> struct person { std::string name; int age; person(const std::string &n, int a) : name(n), age(a) { } bool operator==(const person &p) const { return name == p.name && age == p.age; } }; std::size_t hash_value(person const &p) { std::size_t seed = 0; boost::hash_combine(seed, p.name); boost::hash_combine(seed, p.age); return seed; } int main() { typedef boost::unordered_set<person> unordered_set; unordered_set set; set.insert(person("Boris", 31)); set.insert(person("Anton", 35)); set.insert(person("Caesar", 25)); for (auto iter:set) std::cout << iter.age << " " << iter.name << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test 25 Caesar 35 Anton 31 Boris
在代码中， person 类型的元素被存到了 boost::unordered_set 中。 因为 boost::unordered_set 中的 Hash 函数不能识别 person 类型， Hash 值就变得无法计算了。 若果没有定义另一个 Hash 函数， 你的代码将不会通过编译。
Hash 函数的签名必须是： hash_value()。 它接受唯一的一个参数来指明需要计算 Hash 值的对象的类型。 因为 Hash 值是单纯的数字， 所以函数的返回值为： std::size_t。
每当一个对象需要计算它的 Hash 值时， hash_value() 都会自动被调用。 Boost C++ 库已经为一些数据类型定义好了 Hash 函数， 比如： std::string。 但对于像 person 这样的自定义类型， 你就需要自己手工定义了。
hash_value() 的实现往往都很简单： 你只需要按顺序对其中的每个属性都调用 Boost 在 boost/functional/hash.hpp 中提供的 boost::hash_combine() 函数就行了。 当你使用 Boost.Unordered 时， 这个头文件已经自动被包含了。
除了自定义 hash_value() 函数， 自定义的类型还需要支持通过 == 运算符的比较操作。 因此， person 就重载了相应的 operator==() 操作符。
13.4. Boost.MultiIndex
Boost.MultiIndex 比我们之前介绍的任何库都要复杂。 不像 Boost.Array 和 Boost.Unordered 为我们提供了可以直接使用的容器， Boost.MultiIndex 让我们可以自定义新的容器。 跟 C++ 标准中的容器不同的是： 一个用户自定义的容器可以对其中的数据提供多组访问接口。 举例来说， 你可以定义一个类似于 std::map 的容器， 但它可以通过 value 值来查询。 如果不用 Boost.MultiIndex， 你就需要自己整合两个 std::map 类型的容器， 还要自己处理一些同步操作来确保数据的完整性。
下面这个例子就用 Boost.MultiIndex 定义了一个新容器来存储每个人的 name 和 age， 不像 std::map， 这个容器可以分别通过 name 和 age 来查询（std::map 只能用一个值）。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: multi_index_container_test.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/multi_index_container.hpp> #include <boost/multi_index/hashed_index.hpp> #include <boost/multi_index/member.hpp> #include <iostream> #include <string> struct person { std::string name; int age; person(const std::string &n, int a) : name(n), age(a) { } }; typedef boost::multi_index::multi_index_container< person, boost::multi_index::indexed_by< boost::multi_index::hashed_non_unique< boost::multi_index::member< person, std::string, &person::name > >, boost::multi_index::hashed_non_unique< boost::multi_index::member< person, int, &person::age > > > > person_multi; int main() { person_multi persons; persons.insert(person("Boris", 31)); persons.insert(person("Anton", 35)); persons.insert(person("Caesar", 25)); std::cout << persons.count("Boris") << std::endl; const person_multi::nth_index<1>::type &age_index = persons.get<1>(); std::cout << age_index.count(25) << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test 1 1
就像上面提到的， Boost.MultiIndex 并没有提供任何特定的容器而是一些类来方便我们定义新的容器。 典型的做法是： 你需要用到 typedef 来为你的新容器提供对 Boost.MultiIndex 中类的方便的访问。
每个容器定义都需要的类 boost::multi_index::multi_index_container 被定义在了 boost/multi_index_container.hpp 里。 因为他是一个模板类， 你需要为它传递两个模板参数。 第一个参数是容器中储存的元素类型， 在例子中是 person； 而第二个参数指明了容器所提供的所有索引类型。
基于 Boost.MultiIndex 的容器最大的优势在于： 他对一组同样的数据提供了多组访问接口。 访问接口的具体细节都可以在定义容器时被指定。 因为例子中的 person 为 age 和 name 都提供了查询功能， 我们必须要定义两组接口。
接口的定义必须借由模板类 boost::multi_index::indexed_by 来实现。 每一个接口都作为参数传递给它。 例子中定义了两个 boost::multi_index::hashed_non_unique 类型的接口，（定义在头文件 boost/multi_index/hashed_index.hpp 中） 如果你希望容器像 Boost.Unordered 一样存储一些可以计算 Hash 值的元素， 你就可以使用这个接口。
boost::multi_index::hashed_non_unique 是一个模板类， 他需要一个可计算 Hash 值的类型作为它的参数。 因为接口需要访问 person 中的 name 和 age， 所以 name 和 age 都要是可计算 Hash 值的。
Boost.MultiIndex 提供了一个辅助模板类： boost::multi_index::member （定义在 boost/multi_index/member.hpp 中） 来访问类中的属性。 就像我们在例子中所看到的， 我们指定了好几个参数来让 boost::multi_index::member 明白可以访问 person 中的哪些属性以及这些属性的类型。
不得不说 person_multi 的定义第一眼看起来相当复杂， 但这个类本身跟 Boost.Unordered 中的 boost::unordered_map 并没有什么不同， 他也可以分别通过其中的两个属性 name 和 age 来查询容器。
为了访问 MultiIndex 容器， 你必须要定义至少一个接口。 如果用 insert() 或者 count() 来直接访问 persons 对象， 第一个接口会被隐式的调用 —— 在例子中是 name 属性的 Hash 容器。 如果你想用其他接口， 你必须要显示的指定它。
接口都是用从0开始的索引值来编号的。 想要访问第二个接口， 你需要调用 get() 函数并且传入想要访问的接口的索引值。
函数 get() 的返回值看起来也有点复杂： 他是一个用来访问 MultiIndex 容器的类 nth_index ， 同样的， 你也需要指定需要访问的接口的索引值。 当然， 这个值肯定跟 get() 函数指定的模板参数是一样的。 最后一步： 用 :: 来得到 nth_index 的 type， 也就是接口的真正的type。
虽然我们并不知道细节就用 nth_index 和 type 得到了接口， 我们还是需要明白这到底是什么接口。 通过传给 get() 和 nth_index 的索引值， 我们就可以很容易得知所使用的哪一个接口了。 例子中的 age_index 就是一个通过 age 来访问的 Hash 容器。
既然 MultiIndex 容器中的 name 和 key 作为了接口访问的键值， 他们都不能再被更改了。 比如一个 person 的 age 在通过 name 搜索以后被改变了， 使用 age 作为键值的接口却意识不到这种更改， 因此， 你需要重新计算 Hash 值才行。
就像 std::map 一样， MultiIndex 容器中的值也不允许被修改。 严格的说， 所有存储在 MultiIndex 中的元素都该是常量。 为了避免删除或修改其中元素真正的值， Boost.MultiIndex 提供了一些常用函数来操作其中的元素。 使用这些函数来操作 MultiIndex 容器中的值并不会引起那些元素所指向的真正的对象改变， 所以更新动作是安全的。 而且所有接口都会被通知这种改变， 然后去重新计算新的 Hash 值等。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: multi_index_container_test1.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/multi_index_container.hpp> #include <boost/multi_index/hashed_index.hpp> #include <boost/multi_index/member.hpp> #include <iostream> #include <string> struct person { std::string name; int age; person(const std::string &n, int a) : name(n), age(a) { } }; typedef boost::multi_index::multi_index_container< person, boost::multi_index::indexed_by< boost::multi_index::hashed_non_unique< boost::multi_index::member< person, std::string, &person::name > >, boost::multi_index::hashed_non_unique< boost::multi_index::member< person, int, &person::age > > > > person_multi; void set_age(person &p) { p.age = 32; } int main() { person_multi persons; persons.insert(person("Boris", 31)); persons.insert(person("Anton", 35)); persons.insert(person("Caesar", 25)); person_multi::iterator it = persons.find("Boris"); persons.modify(it, set_age); const person_multi::nth_index<1>::type &age_index = persons.get<1>(); std::cout << age_index.count(32) << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test 1
每个 Boost.MultiIndex 中的接口都支持 modify() 函数来提供直接对容器本身的操作。 它的第一个参数是一个需要更改对象的迭代器； 第二参数则是一个对该对象进行操作的函数。 在例子中， 对应的两个参数则是： person 和 set_age() 。
至此， 我们都还只介绍了一个接口： boost::multi_index::hashed_non_unique ， 他会计算其中元素的 Hash 值， 但并不要求是唯一的。 为了确保容器中存储的值是唯一的， 你可以使用 boost::multi_index::hashed_unique 接口。 请注意： 所有要被存入容器中的值都必须满足它的接口的限定。 只要一个接口限定了容器中的值必须是唯一的， 那其他接口都不会对该限定造成影响。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: multi_index_container_test2.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/multi_index_container.hpp> #include <boost/multi_index/hashed_index.hpp> #include <boost/multi_index/member.hpp> #include <iostream> #include <string> struct person { std::string name; int age; person(const std::string &n, int a) : name(n), age(a) { } }; typedef boost::multi_index::multi_index_container< person, boost::multi_index::indexed_by< boost::multi_index::hashed_non_unique< boost::multi_index::member< person, std::string, &person::name > >, boost::multi_index::hashed_unique< boost::multi_index::member< person, int, &person::age > > > > person_multi; int main() { person_multi persons; //不会输出2，因为age用的boost::multi_index::hashed_unique接口，"Anton"不会被存到容器中，因此输出1 persons.insert(person("Boris", 31)); persons.insert(person("Anton", 31)); persons.insert(person("Caesar", 25)); const person_multi::nth_index<1>::type &age_index = persons.get<1>(); std::cout << age_index.count(31) << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test 1
上例中的容器现在使用了 boost::multi_index::hashed_unique 来作为他的第二个接口， 因此他不允许其中有两个同 age 的 person 存在。
上面的代码尝试存储一个与 Boris 同 age 的 Anton， 因为这个动作违反了容器第二个接口的限定， 它（Anton）将不会被存入到容器中。 因此， 程序将会输出： 1 而不是2。
接下来的例子向我们展示了 Boost.MultiIndex 中剩下的三个接口： boost::multi_index::sequenced， boost::multi_index::ordered_non_unique 和 boost::multi_index::random_access。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: multi_index_container_test3.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/multi_index_container.hpp> #include <boost/multi_index/sequenced_index.hpp> #include <boost/multi_index/ordered_index.hpp> #include <boost/multi_index/random_access_index.hpp> #include <boost/multi_index/member.hpp> #include <iostream> #include <string> struct person { std::string name; int age; person(const std::string &n, int a) : name(n), age(a) { } }; typedef boost::multi_index::multi_index_container< person, boost::multi_index::indexed_by< boost::multi_index::sequenced<>, boost::multi_index::ordered_non_unique< boost::multi_index::member< person, int, &person::age > >, boost::multi_index::random_access<> > > person_multi; int main() { person_multi persons; persons.push_back(person("Boris", 31)); persons.push_back(person("Anton", 31)); persons.push_back(person("Parzul", 100)); persons.push_back(person("Caesar", 25)); //通过使用 boost::multi_index::ordered_non_unique 接口， 容器中的对象会自动的排序。 你在定义容器时就必须指定接口的排序规则。 //示例中的对象 person 就是以 age 来排序的， 它借助了辅助类 boost::multi_index::member 来实现这一功能。 for (auto iter:persons) std::cout << iter.age << std::endl; //指定接口的排序规则。 const person_multi::nth_index<1>::type &ordered_index = persons.get<1>(); person_multi::nth_index<1>::type::iterator lower = ordered_index.lower_bound(30); person_multi::nth_index<1>::type::iterator upper = ordered_index.upper_bound(40); for (; lower != upper; ++lower) std::cout << lower->name << std::endl; const person_multi::nth_index<2>::type &random_access_index = persons.get<2>(); std::cout << random_access_index[2].name << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test 31 31 100 25 Boris Anton Parzul
boost::multi_index::sequenced 接口让我们可以像使用 std::list 一样的使用 MultiIndex。 这个接口定义起来十分容易： 你不用为它传递任何模板参数。 person 类型的对象在容器中就是像 list 一样按照加入的顺序来排列的。
而通过使用 boost::multi_index::ordered_non_unique 接口， 容器中的对象会自动的排序。 你在定义容器时就必须指定接口的排序规则。 示例中的对象 person 就是以 age 来排序的， 它借助了辅助类 boost::multi_index::member 来实现这一功能。
boost::multi_index::ordered_non_unique 为我们提供了一些特别的函数来查找特定范围的数据。 通过使用 lower_bound() 和 upper_bound()， 示例实现了对所有 30 岁至 40 岁的 person 的查询。 要注意因为容器中的数据是有序的， 所以才提供了这些函数， 其他接口中并不提供这些函数。
最后一个接口是： boost::multi_index::random_access接口， 他让我们可以像使用 std::vector 一样使用 MultiIndex 容器。 你又可以使用你熟悉的 operator[]() 和 at() 操作了。
请注意 boost::multi_index::random_access 已经被完整的包含在了 boost::multi_index::sequenced 接口中。 所以当你使用 boost::multi_index::random_access 的时候， 你也可以使用 boost::multi_index::sequenced 接口中的所有函数。
剩下的部分将向你介绍所谓的“键值提取器”（key extractors）。 目前为止， 我们已经见过一个在 boost/multi_index/member.hpp 定义的键值提取器了—— boost::multi_index::member 。 这个辅助函数的得名源自它可以显示的声明类中的哪些属性会作为接口中的键值使用。
接下来的例子介绍了另外两个键值提取器。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: multi_index_container_test4.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/multi_index_container.hpp> #include <boost/multi_index/ordered_index.hpp> #include <boost/multi_index/hashed_index.hpp> #include <boost/multi_index/identity.hpp> #include <boost/multi_index/mem_fun.hpp> #include <iostream> #include <string> class person { public: person(const std::string &n, int a) : name(n), age(a) { } bool operator<(const person &p) const { return age < p.age; } std::string get_name() const { return name; } private: std::string name; int age; }; typedef boost::multi_index::multi_index_container< person, boost::multi_index::indexed_by< boost::multi_index::ordered_unique< boost::multi_index::identity<person> >, boost::multi_index::hashed_unique< boost::multi_index::const_mem_fun< person, std::string, &person::get_name > > > > person_multi; int main() { person_multi persons; persons.insert(person("Boris", 31)); persons.insert(person("Anton", 31)); persons.insert(person("Caesar", 25)); std::cout << persons.begin()->get_name() << std::endl; const person_multi::nth_index<1>::type &hashed_index = persons.get<1>(); std::cout << hashed_index.count("Boris") << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test Caesar 1
键值提取器boost::multi_index::identity（定义在 boost/multi_index/identity.hpp 中） 可以使用容器中的数据类型作为键值。 示例中， 就需要 person 类是可排序的， 因为它已经作为了接口 boost::multi_index::ordered_unique 的键值。 在示例里， 它是通过重载 operator<() 操作符来实现的。
头文件 boost/multi_index/mem_fun.hpp 定义了两个可以把函数返回值作为键值的键值提取器： boost::multi_index::const_mem_fun 和 boost::multi_index::mem_fun 。 在示例程序中， 就是用到了 get_name() 的返回值作为键值。 显而易见的， boost::multi_index::const_mem_fun 适用于返回常量的函数， 而 boost::multi_index::mem_fun 适用于返回非常量的函数。
Boost.MultiIndex 还提供了两个键值提取器： boost::multi_index::global_fun 和 boost::multi_index::composite_key。 前一个适用于独立的函数或者静态函数， 后一个允许你将几个键值提取器组合成一个新的的键值提取器。
13.5. Boost.Bimap
Boost.Bimap 库提供了一个建立在 Boost.MultiIndex 之上但不需要预先定义就可以使用的容器。 这个容器十分类似于 std::map， 但他不仅可以通过 key 搜索， 还可以用 value 来搜索。
在 boost/bimap.hpp 中定义的 boost::bimap 为我们提供了两个属性： left 和 right 来访问在 boost::bimap 统一的两个 std::map 类型的容器。 在例子中， left 用 std::string 类型的 key 来访问容器， 而 right 用到了 int 类型的 key。
除了支持用 left 和 right 对容器中的记录进行单独的访问， boost::bimap 还允许像下面的例子一样展示记录间的关联关系。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: bimap_test.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/bimap.hpp> #include <iostream> #include <string> int main() { typedef boost::bimap<std::string, int> bimap; bimap persons; persons.insert(bimap::value_type("Boris", 31)); persons.insert(bimap::value_type("Anton", 31)); persons.insert(bimap::value_type("Caesar", 25)); persons.insert(bimap::value_type("Parzul", 100)); //单独访问 std::cout << persons.left.count("Boris") << std::endl; std::cout << persons.left.count("Parzul") << std::endl; std::cout << persons.right.count(31) << std::endl; //关联访问 /*for (bimap::iterator it = persons.begin(); it != persons.end(); ++it) std::cout << it->left << " is " << it->right << " years old." << std::endl;*/ for (auto iter:persons) std::cout << iter.left << " is " << iter.right << " years old." << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test 1 1 1 Boris is 31 years old. Caesar is 25 years old. Parzul is 100 years old.
对一个记录访问时， left 和 right 并不是必须的。 你也可以使用迭代器来访问每个记录中的 left 和 right 容器。
std::map 和 std::multimap 组合让你觉得似乎可以存储多个具有相同 key 值的记录， 但 boost::bimap 并没有这样做。 但这并不代表在 boost::bimap 存储两个具有相同 key 值的记录是不可能的。 严格来说， 那两个模板参数并不会对 left 和 right 的容器类型做出具体的规定。 如果像例子中那样并没有指定容器类型时， boost::bimaps::set_of 类型会缺省的使用。 跟 std::map 一样， 它要求记录有唯一的 key 值。
boost::bimap 例子也可以像下面这样写。除了 boost::bimaps::set_of， 你还可以用一些其他的容器类型来定制你的 boost::bimap。代码中的容器使用了定义在 boost/bimap/multiset_of.hpp 中的 boost::bimaps::multiset_of。 这个容器的操作和 boost::bimaps::set_of 差不了多少， 只是它不再要求 key 值是唯一的。 因此， 上面的例子将会在计算 age 为 31 的 person 数时输出： 2。既然 boost::bimaps::set_of 会在定义 boost::bimap 被缺省的使用， 你没必要再显示的包含头文件： boost/bimap/set_of.hpp。 但在使用其它类型的容器时， 你就必须要显示的包含一些相应的头文件了。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: bimap_test1.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/bimap.hpp> #include <boost/bimap/multiset_of.hpp> #include <iostream> #include <string> int main() { //set_of,set_of typedef boost::bimap<boost::bimaps::set_of<std::string>, boost::bimaps::set_of<int>> bimap1; bimap1 persons1; persons1.insert(bimap1::value_type("Boris", 31)); persons1.insert(bimap1::value_type("Anton", 31)); persons1.insert(bimap1::value_type("Caesar", 25)); std::cout << persons1.left.count("Boris") << std::endl; //会返回1 std::cout << persons1.right.count(31) << std::endl; //会返回1 //set_of,multiset_of typedef boost::bimap<boost::bimaps::set_of<std::string>, boost::bimaps::multiset_of<int>> bimap2; bimap2 persons2; persons2.insert(bimap2::value_type("Boris", 31)); persons2.insert(bimap2::value_type("Anton", 31)); persons2.insert(bimap2::value_type("Caesar", 25)); std::cout << persons2.left.count("Boris") << std::endl; //会返回1 std::cout << persons2.right.count(31) << std::endl; //会返回2 }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test 1 1 1 2
Boost.Bimap 还提供了类： boost::bimaps::unordered_set_of， boost::bimaps::unordered_multiset_of， boost::bimaps::list_of，boost::bimaps::vector_of 和 boost::bimaps::unconstrainted_set_of 以供使用。 除了 boost::bimaps::unconstrainted_set_of， 剩下的所有容器类型的使用方法都和他们在 C++ 标准里的版本一样。
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: bimap_test2.cpp // AUTHOR: parzulpan // #include <boost/bimap.hpp> #include <boost/bimap/unconstrained_set_of.hpp> #include <boost/bimap/support/lambda.hpp> #include <iostream> #include <string> int main() { typedef boost::bimap<std::string, boost::bimaps::unconstrained_set_of<int>> bimap; bimap persons; persons.insert(bimap::value_type("Boris", 31)); persons.insert(bimap::value_type("Anton", 31)); persons.insert(bimap::value_type("Caesar", 25)); // key 通过 boost::bimaps::_key 函数赋予了新值， // 而 boost::bimaps::_key 是一个定义在 boost/bimap/support/lambda.hpp 中的 lambda 函数 bimap::left_map::iterator it = persons.left.find("Boris"); persons.left.modify_key(it, boost::bimaps::_key = "Parzulpan"); std::cout << it->first << std::endl; // boost/bimap/support/lambda.hpp 还定义了 boost::bimaps::_data // 函数 modify_data() 可以用来修改 boost::bimap 中的 value 值 persons.left.modify_data(it, boost::bimaps::_data = 100); std::cout << it->second << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test Parzulpan 100
boost::bimaps::unconstrainted_set_of 可以使 boost::bimap 的 right （也就是 age）值无法用来查找 person。 在这种特定的情况下， boost::bimap 可以被视为是一个 std::map 类型的容器。
虽然如此， 例子还是向我们展示了 boost::bimap 对于 std::map 的优越性。 因为 Boost.Bimap 是基于 Boost.MultiIndex 的， 你当然可以使用 Boost.MultiIndex 提供的所有函数。 例子中就用 modify_key() 修改了 key 值， 这在 std::map 中是不可能的。请注意修改 key 值的以下细节： key 通过 boost::bimaps::_key 函数赋予了新值， 而 boost::bimaps::_key 是一个定义在 boost/bimap/support/lambda.hpp 中的 lambda 函数。 boost/bimap/support/lambda.hpp 还定义了 boost::bimaps::_data。 函数 modify_data() 可以用来修改 boost::bimap 中的 value 值。
13.6. 练习
// // DATE: 19-4-21. // FILENAME: containers_exercises.cpp // AUTHOR: parzulpan // /* 创建你的应用： 它支持指派员工到一家公司不同的部门。 存入一些示例记录， 然后通过指定员工来得到他所在的部门， 再通过指定部门来得到该部门的员工数。 扩展你的应用： 加入员工的 ID 号。 ID 号必须是唯一的， 保证在员工同名的情况下依然可以唯一的标识员工。 通过指定 ID 号来得到某个员工的信息并把它输出以验证正确性。 */ #include <boost/multi_index_container.hpp> #include <boost/multi_index/ordered_index.hpp> #include <boost/multi_index/hashed_index.hpp> #include <boost/multi_index/member.hpp> #include <boost/multi_index/mem_fun.hpp> #include <iostream> #include <string> struct app { std::string dept; // 部门 std::string employee_name; // 员工姓名 int employee_id; // 员工id std::string employee_dept; // 员工所在部门 app(int e_i, const std::string &e_n, const std::string &e_d) : employee_id(e_i), employee_name(e_n), employee_dept(e_d) { } /*bool operator<(const app &a) const { return employee_id < a.employee_id; }*/ std::string get_dept() const { //通过指定员工来得到他所在的部门 return employee_dept; } std::string get_employee_info() const { //通过指定 ID 号来得到某个员工的信息 return std::to_string(employee_id) + " " + employee_name + " " + employee_dept; } }; typedef boost::multi_index::multi_index_container< app, boost::multi_index::indexed_by< boost::multi_index::hashed_unique< boost::multi_index::member< app, int, &app::employee_id > >, boost::multi_index::hashed_non_unique< boost::multi_index::member< app, std::string, &app::employee_name > >, boost::multi_index::hashed_non_unique< boost::multi_index::member< app, std::string, &app::employee_dept > >, boost::multi_index::hashed_non_unique< boost::multi_index::const_mem_fun< app, std::string, &app::get_dept > >, boost::multi_index::hashed_non_unique< boost::multi_index::const_mem_fun< app, std::string, &app::get_employee_info > > > > app_multi; int main() { app_multi apps; apps.insert(app(15060, "parzulpan", "cs")); apps.insert(app(15061, "parzulpan", "cs")); apps.insert(app(16010, "curry", "ai")); apps.insert(app(14524, "kaly", "cs")); apps.insert(app(15069, "ada", "ai")); apps.insert(app(18466, "harden", "ha")); apps.insert(app(18466, "harden", "ha")); //打印全部输入的全部员工信息 for (auto iter:apps) std::cout << iter.employee_id << " " << iter.employee_name << " " << iter.employee_dept << std::endl; std::cout << "----------------------" << std::endl; //验证Id号是否唯一,输出为1，满足条件 std::cout << apps.count(18466) << std::endl; //通过指定员工号来得到他所在的部门 app_multi::iterator it_id = apps.find(15060); std::cout << it_id->get_dept() << std::endl; //通过指定部门来得到该部门的员工数 //const app_multi::nth_index<1>::type &name_index = apps.get<1>(); //这里有BUG没解决，如何让索引值为2？？？？ const app_multi::nth_index<1>::type &dept_index = apps.get<1>(); std::cout << dept_index.count("cs") << std::endl; //通过指定 ID 号来得到某个员工的信息 //const app_multi::nth_index<1>::type &dept_index = apps.get<1>(); app_multi::iterator it_id2 = apps.find(15069); std::cout << it_id2->get_employee_info() << std::endl; }
/root/CLionProjects/Boost/Containers_test/cmake-build-debug/Containers_test 15060 parzulpan cs 15061 parzulpan cs 16010 curry ai 14524 kaly cs 15069 ada ai 18466 harden ha ---------------------- 1 cs 1 15069 ada ai
