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C++ STL map emplace()和emplace_hint()方法详解

学习 map insert() 方法时提到,C++ STL map 类模板中还提供了 emplace() 和 emplace_hint() 成员函数,也可以实现向 map 容器中插入新的键值对。本节就来讲解这 2 个成员方法的用法。

值得一提的是,实现相同的插入操作,无论是用 emplace() 还是 emplace_hont(),都比 insert() 方法的效率高(后续章节会详细讲解)。

和 insert() 方法相比,emplace() 和 emplace_hint() 方法的使用要简单很多,因为它们各自只有一种语法格式。其中,emplace() 方法的语法格式如下:

template <class... Args>
  pair<iterator,bool> emplace (Args&&... args);

参数 (Args&&... args) 指的是,这里只需要将创建新键值对所需的数据作为参数直接传入即可,此方法可以自行利用这些数据构建出指定的键值对。另外,该方法的返回值也是一个 pair 对象,其中 pair.first 为一个迭代器,pair.second 为一个 bool 类型变量:
  • 当该方法将键值对成功插入到 map 容器中时,其返回的迭代器指向该新插入的键值对,同时 bool 变量的值为 true;
  • 当插入失败时,则表明 map 容器中存在具有相同键的键值对,此时返回的迭代器指向此具有相同键的键值对,同时 bool 变量的值为 false。

下面程序演示 emplace() 方法的具体用法:
#include <iostream>
#include <map>  //map
#include <string> //string
using namespace std;

int main()
{
    //创建并初始化 map 容器
    std::map<string, string>mymap;
    //插入键值对
    pair<map<string, string>::iterator, bool> ret = mymap.emplace("STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/");
    cout << "1、ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;
    //插入新键值对
    ret = mymap.emplace("C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/");
    cout << "2、ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;

    //失败插入的样例
    ret = mymap.emplace("STL教程", "http://c.biancheng.net/java/");
    cout << "3、ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;
    return 0;
}
程序执行结果为:

1、ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 1>
2、ret.iter = <{C语言教程, http://c.biancheng.net/c/}, 1>
3、ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 0>

可以看到,程序中共执行了 3 次向 map 容器插入键值对的操作,其中前 2 次都成功了,第 3 次由于要插入的键值对的键和 map 容器中已存在的键值对的键相同,因此插入失败。

emplace_hint() 方法的功能和 emplace() 类似,其语法格式如下:

template <class... Args>
  iterator emplace_hint (const_iterator position, Args&&... args);

显然和 emplace() 语法格式相比,有以下 2 点不同:
  1. 该方法不仅要传入创建键值对所需要的数据,还需要传入一个迭代器作为第一个参数,指明要插入的位置(新键值对键会插入到该迭代器指向的键值对的前面);
  2. 该方法的返回值是一个迭代器,而不再是 pair 对象。当成功插入新键值对时,返回的迭代器指向新插入的键值对;反之,如果插入失败,则表明 map 容器中存有相同键的键值对,返回的迭代器就指向这个键值对。

下面程序演示 emplace_hint() 方法的用法:
#include <iostream>
#include <map>  //map
#include <string> //string
using namespace std;

int main()
{
    //创建并初始化 map 容器
    std::map<string, string>mymap;
    //指定在 map 容器插入键值对
    map<string, string>::iterator iter = mymap.emplace_hint(mymap.begin(),"STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/");
    cout << iter->first << " " << iter->second << endl;

    iter = mymap.emplace_hint(mymap.begin(), "C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/");
    cout << iter->first << " " << iter->second << endl;

    //插入失败样例
    iter = mymap.emplace_hint(mymap.begin(), "STL教程", "http://c.biancheng.net/java/");
    cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    return 0;
}
程序执行结果为:

STL教程 http://c.biancheng.net/stl/
C语言教程 http://c.biancheng.net/c/
STL教程 http://c.biancheng.net/stl/

注意,和 insert() 方法一样,虽然 emplace_hint() 方法指定了插入键值对的位置,但 map 容器为了保持存储键值对的有序状态,可能会移动其位置。

那么,为什么 emplace() 和 emplace_hint() 方法的执行效率,比 insert() 高呢?下一节会做详细解释。

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