僅靠“小於運算“生存的map

對於初學STL的人來說，map可能是最全能的夥伴，只需敲下三個字母，一個天然有序，方便擴充，高效檢索的資料結構就這樣輕輕鬆鬆的產生了，這得益於C++的模版技術。在享受標準模版庫帶給我們便利的同時，我們也需要簡單理解一下其內部的實現的某些關鍵機制，否則的話，就很可能就會犯下面這個的錯誤。

#include <map>#include <string>#include <iostream>using namespace std;class CKey{public:    CKey(const int keyValue, const string keyName)        : m_KeyValue(keyValue), m_KeyName(keyName)    {    }    bool operator < (const CKey &key) const    {        return m_KeyValue < key.m_KeyValue;    }    bool operator == (const CKey &key) const    {        return m_KeyName == key.m_KeyName;    }private:    int m_KeyValue;    string m_KeyName;};class CValue{};int main(){    map<CKey, CValue> key2Value;    CKey key(0, "Alpha");    CValue value;    key2Value.insert(make_pair(key, value));    CKey objKey(1, "Alpha");    auto it = key2Value.find(objKey); //順便隆重推薦下C++11中的新特性，超爽的auto！    cout << (it == key2Value.end());}

上面的代碼輸出什麼呢，答案是1，意味著objKey在key2Value中尋找不到，雖然CKey重載的==運算子是以m_KeyName為判斷依據，而objKey和key擁有相同的m_keyName，但是map似乎根本不領情。

真相就是，對於map而言，它只關心<運算子，所以上面CKey中重載的==運算子對於map而言是沒有任何作用的。

接下來的問題就是，沒有==運算，map怎麼知道自己找到了符合要求的那個元素呢？

其實，map雖然不知道等於的定義，但是它通過小於符號，知道了另外一種等價的定義，如果!(a < b) && !(b < a)，那麼a和b可以視為相等。

map的本質是一棵用key組建起來的紅/黑樹狀結構（是一種對於每個樹節點，左邊元素全部小於父節點，右邊元素全部大於父節點的平衡二叉樹），find函數從map的根節點出發，如果根節點比要尋找的F小，則移動到根節點的右子節點，否則移動到key節點的左子節點，再將移動後的節點視為根節點，重複上面的操作，直到遍曆到某個節點沒有需要的子節點為止。在遍曆的過程中，關鍵的一點在於更新最後一個不小於F的樹節點M（M初始為map的end()）。最後比較F < M是否成立，如果成立，說明map中不存在要尋找的元素F，否則，說明找到了需要尋找的元素，就是記錄到的M，因為滿足了!(M < F) && !(F < M)。

                                                            10

                                                             /\

                                                         5      15

                                                        /\        /\

                                                      3   6   12  17

例如要從上面的樹中尋找15這個值。初始M=end，首先10 < 15，遍曆到15；15 !< 15，更新M=15，遍曆到12；12 <15，尋找12的右子節點，為空白，遍曆結束。記錄到的節點M=15，15 < M不成立，所以認為尋找到了。

若要尋找11這個值，同樣初始M=end，首先10 < 11，遍曆到15；15 !< 11，更新M=15，遍曆到12；12！<11，更新M=12，尋找12的左子節點，為空白，遍曆結束。記錄到的節點是M=12，11 < M成立，所以認為尋找失敗了。

具體情況推薦大家去看STL的源碼，上面都是根據VC++ STL源碼得到的。