• std::mapとは
• std::mapの基本操作
• std::mapの要素の走査
• std::mapの検索
• std::mapの要素の変更と削除
• std::mapとstd::unordered_mapの違い
• std::mapの応用テクニック

std::mapとは

std::mapは、C++標準ライブラリ（STL）の連想コンテナの一つで、キーと値のペアを管理するデータ構造です。内部では赤黒木（Red-Black Tree）を使用し、キーが自動的にソートされる特徴があります。

std::mapの特徴

• キーは重複しない（同じキーを追加すると上書きされる）
• キーの順序はデフォルトで昇順に自動ソートされる
• 挿入・検索・削除の時間計算量は O(log n) である
• std::unordered_map と異なり、ハッシュではなく木構造を使用

std::mapの基本操作

std::mapの宣言と初期化

std::mapの基本的な宣言方法を紹介します。

#include <iostream>
#include <map>

int main() {
    std::map<std::string, int> student_scores;
    student_scores["Alice"] = 90;
    student_scores["Bob"] = 85;
    student_scores["Charlie"] = 95;

    std::cout << "Alice's score: " << student_scores["Alice"] << std::endl;
    return 0;
}

std::mapの要素の追加

要素の追加には、以下の方法が使えます。

std::map<std::string, int> m;

// 代入演算子を使用
m["apple"] = 100;

// insert() を使用
m.insert(std::make_pair("banana", 200));

// emplace() を使用（C++11以降）
m.emplace("cherry", 300);

std::mapの要素の走査

forループでの走査

std::map<std::string, int> m = {{"apple", 100}, {"banana", 200}, {"cherry", 300}};

// C++11以降の範囲ベースforループ
for (const auto &p : m) {
    std::cout << p.first << ": " << p.second << std::endl;
}

イテレータを使った走査

std::map<std::string, int> m = {{"apple", 100}, {"banana", 200}, {"cherry", 300}};

for (std::map<std::string, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); ++it) {
    std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;
}

std::mapの検索

キーを使った検索

std::map<std::string, int> m = {{"apple", 100}, {"banana", 200}};

if (m.find("apple") != m.end()) {
    std::cout << "Apple exists" << std::endl;
}

count()を使う方法

if (m.count("banana") > 0) {
    std::cout << "Banana is in the map" << std::endl;
}

std::mapの要素の変更と削除

要素の変更

std::map<std::string, int> m;
m["apple"] = 150; // 値を更新

要素の削除

m.erase("apple"); // 指定したキーを削除

std::mapとstd::unordered_mapの違い

std::map	std::unordered_map
キーが自動的にソートされる	キーの順序は保証されない
内部実装は赤黒木	内部実装はハッシュテーブル
検索・挿入・削除は O(log n)	検索・挿入・削除は O(1)（最悪 O(n)）

std::mapの応用テクニック

カスタム比較関数

struct CustomCompare {
    bool operator()(const std::string &a, const std::string &b) const {
        return a.length() < b.length();
    }
};

std::map<std::string, int, CustomCompare> custom_map;

複数値の格納

std::map<std::string, std::vector<int> > multi_values;
multi_values["math"].push_back(90);
multi_values["math"].push_back(85);