快速插入STL映射

Question

以下代码来自cplusplus.com 。 它有两个标记为有效和无效的插入物。 我认为高效的人应该给我的提示是mymap.begin() + 1 ，因为*(mymap.begin() + 1)是'z'并且z将跟随b 。

如果位置指向将要插入的元素之后的元素（或最后一个，如果指向末尾），则该函数将优化其插入时间。

插入'c'的最佳提示是*(mymap.begin() + 2) ，因为它必须传递'a'和'b' 。
对还是错？ 我尝试对建议的代码进行计时，并将其与此处的“高效”代码进行比较，但我发现没有区别。 可能是因为我打开了100万个标签并且还播放了音乐，并且这是一个简单的例子。

  std::map<char,int> mymap;

  // first insert function version (single parameter):
  mymap.insert ( std::pair<char,int>('a',100) );
  mymap.insert ( std::pair<char,int>('z',200) );

  // second insert function version (with hint position):
  std::map<char,int>::iterator it = mymap.begin();
  mymap.insert (it, std::pair<char,int>('b',300));  // max efficiency inserting
  mymap.insert (it, std::pair<char,int>('c',400));  // no max efficiency inserting

Answer 1

“高效”版本只有在您提供了很好的提示后才有效。 您的提示（ .begin ）错误。 现在，在只有两个元素的容器中，您不会很错，因此损坏是有限的。

Answer 2

提示插入的语义规范随C ++ 11更改（如本答案所示 ）。 有关决议，请参阅DR 233 ，有关导致该决议的部分讨论，请参见N1780 。

缺陷报告和讨论文件主要是关于std::multimap和std::multiset ，其中允许重复的密钥。 在那种情况下，如果“提示”指的是具有与插入的键相同的键的元素，则可以在提示之前或之后插入新元素，并且C ++ 11之前的标准不明确。 DR233决定性地做出决定，但也可以理解为影响std::map和std::set行为规范。

在原始规范（C + 11之前的版本）中，该标准仅表示“迭代器p是指向插入物应开始搜索的位置的提示”，它对提示应该指向插入点之前还是之后的位置不是很明确。 （也没有说明在提示错误的情况下如何进行搜索，因为无论提示如何都必须将新元素插入正确的位置。）但是，该操作的复杂性被记录为“通常是对数的” ，但如果t紧接在p “之后插入t则为摊余常数。

该复杂性规范显然有两个方面的错误：首先，如果未插入 t ，它就不坚持恒定时间插入（因为提示指向键比较相等的元素），但是任何合理的实现都很难使它不变-在这种情况下的时间。 其次，如果要在容器的开头插入新元素，则无法在插入点之前指定提示。

实际上，标准库的主要实现实际上希望该提示指向插入点之后，尽管大多数还检查该提示是否刚好位于插入点之后。 因此，现有做法是在标准不需要的情况下（当然是允许的）提供摊销的恒定时间复杂度，至少有一种广泛使用的实现未能提供所需的复杂度。

因此， cplusplus.com中的代码充其量是不精确的，并且绝对不能描述提示插入的正常用例。

假设为给定键构造映射值很昂贵。 （也许地图记住了一个昂贵的函数，并且映射的值没有便宜的默认构造函数。）在这种情况下，您可能想在麻烦计算相应值之前先检查地图是否已经包含键。这将需要插入。 天真的实现将是这样的：

if (mymap.find(key) == mymap.end())
   mymap[key] = expensive_function(key);
// See Note 1 for another slightly more efficient variant

结果是，如果键不存在，则相同的对数搜索将执行两次。 当然，不必要的搜索所产生的额外费用与expensive_function function相比可能是微不足道的，但是，似乎仍然有更好的解决方案。 这是什么：我们使用std::map::lower_bound进行第一次搜索，从而导致仅有略微复杂的代码：

auto where = mymap.lower_bound(key);
if (where == mymap.end() || where->first != key) 
  where = mymap.emplace_hint(where, key, expensive_function(key));
/* Here, 'where' points to the element with the specified key */

（我使用了std::map::emplace_hint自C ++ 11起可用-而不是部分insert以试图避免不必要的复制，并避免使用std::make_pair造成代码混乱。）

笔记

1. 该代码的实例很容易找到。 许多人继续引用mymap[key]来使用存储的值，并添加了另一个不必要的对数搜索； 更好的代码是：

    auto where = mymap.find(key); if (where == mymap.end()) where = mymap.emplace(key, expensive_function(key)).first;