C++ STL multimap容器用法完全攻略（超详细）

在掌握 C++ STL map 容器的基础上，本节再讲一个和 map 相似的关联式容器，即 multimap 容器。

所谓“相似”，指的是 multimap 容器具有和 map 相同的特性，即 multimap 容器也用于存储 pair<const K, T> 类型的键值对（其中 K 表示键的类型，T 表示值的类型），其中各个键值对的键的值不能做修改；并且，该容器也会自行根据键的大小对存储的所有键值对做排序操作。和 map 容器的区别在于，multimap 容器中可以同时存储多（≥2）个键相同的键值对。

和 map 容器一样，实现 multimap 容器的类模板也定义在<map>头文件，并位于 std 命名空间中。因此，在使用 multimap 容器前，程序应包含如下代码：

注意，第二行代码不是必需的，但若不用，则程序中在使用 multimap 容器时需手动注明 std 命名空间（强烈建议初学者使用）。

multimap 容器类模板的定义如下：

template < class Key,                                   // 指定键（key）的类型
           class T,                                     // 指定值（value）的类型
           class Compare = less<Key>,                   // 指定排序规则
           class Alloc = allocator<pair<const Key,T> >  // 指定分配器对象的类型
           > class multimap;

可以看到，multimap 容器模板有 4 个参数，其中后 2 个参数都设有默认值。

大多数场景中，我们只需要设定前 2 个参数的值，有些场景可能会用到第 3 个参数，但最后一个参数几乎不会用到。

创建C++ multimap容器的方法

multimap 类模板内部提供有多个构造函数，总的来说，创建 multimap 容器的方式可归为以下 5 种。

1) 通过调用 multimap 类模板的默认构造函数，可以创建一个空的 multimap 容器：

如果程序中已经默认指定了 std 命令空间，这里可以省略 std::。

2) 当然，在创建 multimap 容器的同时，还可以进行初始化操作。比如：

//创建并初始化 multimap 容器
multimap<string, string>mymultimap{ {"C语言教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/C_language/"},
                                    {"Python教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/Python/"},
                                    {"STL教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/stl/"} };

注意，使用此方式初始化 multimap 容器时，其底层会先将每一个{key, value}创建成 pair 类型的键值对，然后再用已建好的各个键值对初始化 multimap 容器。

实际上，我们完全可以先手动创建好键值对，然后再用其初始化 multimap 容器。下面程序使用了 2 种方式创建 pair 类型键值对，再用其初始化 multimap 容器，它们是完全等价的：

//借助 pair 类模板的构造函数来生成各个pair类型的键值对
multimap<string, string>mymultimap{
    pair<string,string>{"C语言教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/C_language/"},
    pair<string,string>{ "Python教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/Python/"},
    pair<string,string>{ "STL教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/stl/"}
};
//调用 make_pair() 函数，生成键值对元素
//创建并初始化 multimap 容器
multimap<string, string>mymultimap{
    make_pair("C语言教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/C_language/"),
    make_pair("Python教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/Python/"),
    make_pair("STL教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/stl/")
};

3) 除此之外，通过调用 multimap 类模板的拷贝（复制）构造函数，也可以初始化新的 multimap 容器。例如：

multimap<string, string>newmultimap(mymultimap);

由此，就成功创建一个和 mymultimap 完全一样的 newmultimap 容器。

在 C++ 11 标准中，还为 multimap 类增添了移动构造函数。即当有临时的 multimap 容器作为参数初始化新 multimap 容器时，其底层就会调用移动构造函数来实现初始化操作。举个例子：

//创建一个会返回临时 multimap 对象的函数
multimap<string, string> dismultimap() {
    multimap<string, string>tempmultimap{ {"C语言教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/C_language/"},{"Python教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/Python/"} };
    return tempmultimap;
}  
//调用 multimap 类模板的移动构造函数创建 newMultimap 容器
multimap<string, string>newmultimap(dismultimap());

上面程序中，由于 dismultimap() 函数返回的 tempmultimap 容器是一个临时对象，因此在实现初始化 newmultimap 容器时，底层调用的是 multimap 容器的移动构造函数，而不再是拷贝构造函数。

注意，无论是调用复制构造函数还是调用拷贝构造函数，都必须保证这 2 个容器的类型完全一致。

4) multimap 类模板还支持从已有 multimap 容器中，选定某块区域内的所有键值对，用作初始化新 multimap 容器时使用。例如：

//创建并初始化 multimap 容器
multimap<string, string>mymultimap{ {"C语言教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/C_language/"},
                                    {"Python教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/Python/"},
                                    {"STL教程", "http://www.cdsy.xyz/computer/programme/stl/"} };
multimap<string, string>newmultimap(++mymultimap.begin(), mymultimap.end());

这里使用了 multimap 容器的迭代器，选取了 mymultimap 容器中的最后 2 个键值对，用于初始化 newmultimap 容器。

multimap 容器迭代器，和 map 容器迭代器的用法完全相同，这里不再赘述。

5) 前面讲到，multimap 类模板共可以接收 4 个参数，其中第 3 个参数可用来修改 multimap 容器内部的排序规则。默认情况下，此参数的值为std::less<T>，这意味着以下 2 种创建 multimap 容器的方式是等价的：

multimap<char, int>mymultimap{ {'a',1},{'b',2} };
multimap<char, int, std::less<char>>mymultimap{ {'a',1},{'b',2} };

mymultimap 容器中键值对的存储顺序为：

下面程序利用了 STL 模板库提供的std::greater<T>排序函数，实现令 multimap 容器对存储的键值对做降序排序：

multimap<char, int, std::greater<char>>mymultimap{ {'a',1},{'b',2} };

其内部键值对的存储顺序为：

在某些特定场景中，我们还可以为 multimap 容器自定义排序规则，此部分知识后续将利用整整一节做重点讲解。

C++ multimap容器包含的成员方法

表 1 列出了 multimap 类模板提供的常用成员方法及各自的功能。 

和 map 容器相比，multimap 未提供 at() 成员方法，也没有重载 [] 运算符。这意味着，map 容器中通过指定键获取指定指定键值对的方式，将不再适用于 multimap 容器。其实这很好理解，因为 multimap 容器中指定的键可能对应多个键值对，而不再是 1 个。

另外值的一提的是，由于 multimap 容器可存储多个具有相同键的键值对，因此表 1 中的 lower_bound()、upper_bound()、equal_range() 以及 count() 成员方法会经常用到。

下面例子演示了表 1 中部分成员方法的用法：

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

int main()
{
    //创建并初始化 multimap 容器
    multimap<char, int>mymultimap{ {'a',10},{'b',20},{'b',15}, {'c',30} };
    //输出 mymultimap 容器存储键值对的数量
    cout << mymultimap.size() << endl;
    //输出 mymultimap 容器中存储键为 'b' 的键值对的数量
    cout << mymultimap.count('b') << endl;

    for (auto iter = mymultimap.begin(); iter != mymultimap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}

程序执行结果为：

注意，只要是 multimap 容器提供的成员方法，map 容器都提供，并且它们的用法是相同的。前面章节中已经对 map 容器提供的成员方法做了详细的讲解，因此这里不再对表 1 中其它的成员方法做详细的介绍。