C++ STL中的multimap key_comp

在C++ STL中，multimap是一个关联容器，它存储一个键-值对，不同的是multimap允许存在重复的键。

multimap具有一组成员函数，其中之一是key_comp()。本文将介绍key_comp()的用途和实现方法，并通过示例代码加深理解。

用途

key_comp()是multimap的成员函数，它返回一个用于比较multimap键的比较函数对象。该函数对象用于保持multimap中的键处于严格有序状态。

实现方法

key_comp()方法的实现方法如下：

typedef _Key_compare key_compare;
constexpr key_compare key_comp() const
    {return key_compare(_M_key_compare);}

其中_Key_compare是一个模板类型，用于定义multimap中的比较函数对象类型。multimap的比较函数对象从模板参数中派生，通常是通过面向对象编程中的函数对象类实现。除了传递给multimap的键比较函数对象，multimap还具有一个默认构造函数，该函数创建一个用于比较两个值的默认比较函数对象。

key_compare具有以下性质：

它只有一个参数：两个multimap中的键的常量引用；
它返回一个布尔值，需要指示第一个参数是否小于第二个参数。

在multimap中，键值是定义为pair类型，对于pair类型，key_compare()定义如下：

struct _Rb_tree_node_base;
template<typename _Tp> struct _Rb_tree_node;
template<typename _Tp> struct _Rb_tree_value_type;
template<typename _Key, typename _Tp, typename _Compare = std::less<_Key>, typename _Alloc = std::allocator<std::pair<const _Key, _Tp>>>
class multimap
{
  typedef typename _Alloc::template rebind<_Rb_tree_node<pair<const _Key, _Tp>>>::other  _Node_allocator;
  ......
  typedef _Rb_tree_value_type<pair<const _Key, _Tp>> __value_type;
private:
  typedef _Rb_tree<pair<const _Key, _Tp>, __value_type, _Select1st<__value_type>, _Compare, _Node_allocator> _Rep_type;
public:
  typedef typename _Rep_type::key_compare key_compare;  //multimap的比较函数对象
  ...
  key_compare key_comp() const
  {
    return _Rep_type()._M_key_compare;
  }
  ...
};

实现过程中，multimap维护一个私有成员变量_M_key_compare，它表示multimap中键的比较函数对象。由于键是一个pair类型，键比较函数对象是在创建multimap对象时初始化的。

示例代码

#include <iostream>
#include <map>

int main() {
   std::multimap<int, std::string> mymultimap;
   std::multimap<int, std::string>::key_compare mycomp = mymultimap.key_comp();
   mymultimap.insert(std::make_pair(30, "apple"));
   mymultimap.insert(std::make_pair(50, "banana"));
   mymultimap.insert(std::make_pair(40, "orange"));
   mymultimap.insert(std::make_pair(40, "pear"));
   mymultimap.insert(std::make_pair(60, "pomegranate"));

   std::cout << "mymultimap contains:\n";

   std::multimap<int, std::string>::iterator it = mymultimap.begin();
   std::multimap<int, std::string>::iterator it_end = mymultimap.end();
   while(it != it_end) {
      std::cout << it->first << " => " << it->second << '\n';
      it++;
   }

   std::cout << "\n";
   std::cout << "mymultimap contains with key_comp:\n";

   it = mymultimap.begin();
   int prev_key = it->first;
   std::cout << prev_key << " => " << it->second << '\n';
   it++;
   while(it != it_end) {
      if (it->first != prev_key) {
         std::cout << it->first << " => " << it->second << '\n';
         prev_key = it->first;
      }
      it++;
   }

   return 0;
}

在示例代码中，我们创建了一个multimap对象mymultimap，并将一些键值对插入到其中。

通过mymultimap.key_comp()方法，我们获取了一个用于比较mymultimap中键的比较函数对象mycomp。接着我们使用mycomp比较函数对象的方法对mymultimap进行了迭代，并以键的顺序返回键值对。

在使用mymultimap对象时，可以使用key_comp()方法获取不同的键的比较函数对象，以便按照不同的排序方式对键进行比较。

结论

key_comp()方法是一个在C++ STL中可以用于返回multimap对象的键比较函数对象的有用方法。通过key_comp()方法，我们可以获取一个用于比较multimap对象中键的比较函数对象。并且可以在实践中使用它来按照不同的排序方式对键进行比较，更好地管理multimap对象中的数据。