O que é Map em C++? 4 características principais

Além dos contêineres sequenciais que foram introduzidos no C++ (vector, array, deque etc.) como alternativa aos arrays estáticos ou alocados com new, também foram adicionados à linguagem os contêineres associativos, entre os quais está o map. Mas afinal de contas, o que é o map em C++? Vejamos a seguir as suas 4 características principais.

1. Os maps associam uma chave única a um valor mapeado;
2. As chaves em um map são ordenadas usando o operador < do seu tipo;
3. Map fornece acesso em tempo constante a seus elementos (O(1));
4. Os elementos de um map são do tipo pair.

Como usar o map em C++?

O map é um contêiner template, e portanto, assim como o vector é preciso indicar quais são os tipos de ambos sua chave e do valor armazenado em cada entrada. Além disso, map é um tipo da biblioteca padrão, definido no namespace std, no header <map>. A sintaxe usada é a seguinte:

O tipo map em C++ é útil quando se deseja armazenar valores associados a uma chave única, e quando se deseja ter a capacidade de recuperar esses valores a qualquer momento com um custo computacional pequeno (o acesso aos elementos de um map em C++ é feito em tempo constante – O(1)). Um exemplo de emprego dos maps é a contagem do número de aparições de um determinado valor em uma lista, por exemplo.

Exemplo de uso de Map em C++

Vejamos a seguir um exemplo de utilização de um map em C++ para guardar notas de alunos usando seus nomes como chaves (Bloco de código do exemplo #1). Começamos criando um map de strings para unsigned ints (linha 11) chamado aStudentsGradesMap, que guarda nas suas chaves o nome dos alunos de uma turma, e nos valores correspondentes a nota de cada aluno. Note como o map é inicializado: usa-se um primeiro par de chaves ( { } ), e dentro dele há outros pares de chaves, um para cada elemento inserido no map – cada um desses pares internos cria um objeto de tipo std::pair<const string, usigned int>, que é o verdadeiro tipo dos elementos de um map.

Além disso, como podemos ver no resultado do exemplo #1, ao imprimir os elementos do map, eles são obtidos em ordem alfabética das chaves. Isso acontece porque os elementos de um map são ordenados usando o operador < do tipo de dado da sua chave (como mencionei na definição de map). Um outro ponto importante é que, ao inicializar os elementos dos alunos Carla e Diego, suas notas (8.0 e 7.7) são truncadas porque o tipo dos dados mapeados é unsigned int.

Em seguida, removemos o elemento correspondente ao aluno Marcos do map (linha 21) usando a função erase, que remove um elemento do map a partir de sua chave. Adicionamos, logo adiante (linha 23), um novo aluno ao map: Enzo, com nota 5. Para fazê-lo, usamos o operador [], que permite acessar um elemento de um mapa através de sua chave, mas também permtie criar um novo elemento no mapa se a chave fornecida não existir nele. Há outras formas de se adicionar elementos a um map em C++, semelhantes aos modos de se adicionar valores a um vetor, através dos métodos insert, emplace etc.

Por fim, usamos a função find do tipo map em C++ que permite recuperar um iterador que aponta para o elemento correspondente à chave fornecida como argumento, ou o iterador retornado por end() caso a chave não esteja presente no map. Usamo-la para buscar o aluno Marcos, mas como ele foi expulso da escola, não o encontramos mais (seu elemento foi removido do mapa na linha 21).

/***************************************
* O que é Map em C++?
* Exemplo #1 - Uso de Map, find e erase
***************************************/
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

int main() {
    std::map<const string, unsigned int> aStudentsGradesMap = {{"João", 9}, {"Maria", 10}, {"Diego", 7.7}, {"Carla", 8.0}, {"Marcos", 0}};
    
    // Nota que as chaves dos elementos de um map são sempre const
    for (const std::pair<const string, unsigned int>& aStudentGradePair : aStudentsGradesMap)
    {
        // first guarda o nome do aluno, e second guarda sua nota
        cout << "Aluno(a)/Nota: " << aStudentGradePair.first << ", " << aStudentGradePair.second << endl;
    }
    
    // Remoção do elemento cuja chave é Marcos do map
    aStudentsGradesMap.erase("Marcos");
    // Adição de um novo elemento com chave Enzo e valor mapeado 5 ao map
    aStudentsGradesMap["Enzo"] = 5;
    cout << "\n-----------------------------------" << endl;
    cout << "Marcos foi expulso do colégio :(" << endl;
    cout << "Enzo foi matriculado do colégio :)" << endl;
    cout << "\n-----------------------------------" << endl;
    cout << "Alunos matriculados:" << endl;
    
    // Forma equivalente de se usar o for com map em C++.
    // O auto torna a declaração da variável do loop muito mais concisa.
    for (const auto& aStudentGradePair : aStudentsGradesMap)
    {
        cout << aStudentGradePair.first << endl;
    }
    
    cout << "\n-----------------------------------" << endl;
    if (aStudentsGradesMap.find("Marcos") == aStudentsGradesMap.end())
    {
        cout << "Onde está Marcos?" << endl;
    }
    
    return 0;
}

Conclusão

Neste artigo, vimos o que são os maps em C++, qual é a sintaxe a se utilizar para se criar um map, e também algumas funções de manipulação fornecidas por esse tipo (erase, find e o operador [ ]). Vimos que as três principais características dos maps são as seguintes:

1. Os maps associam uma chave única a um valor mapeado;
2. As chaves em um map são ordenadas usando o operador < do seu tipo;
3. Map fornece acesso em tempo constante a seus elementos (O(1));
4. Os elementos de um map são do tipo pair.