C++ Map emplace：如何使用及示例代码

小蓝 • 2024-12-05 20:02 • 编程

一、Map和emplace的介绍

Map是C++ STL中非常重要的一个容器，它提供了键值对的关系，能够通过键来快速访问值，类似于Python的字典。Map内部是采用红黑树实现的，所以可以保持有序。emplace是C++11新增加的函数，它与insert函数类似，都是向map中添加元素，但在性能上会更加高效，因为它能够避免一些复制和移动操作。

二、Map emplace的用法

emplace函数可以在map中直接创建一个键值对，而不需要手动创建一个std::pair对象，提高了代码可读性和代码的简洁度。其函数原型如下：

template
std::pair emplace(Args&&... args)

emplace函数的参数列表可以是与构造函数所需的参数列表相同，也可以直接传入一个std::pair对象。它包含了所有参考类型，是一个完美转发函数。

当添加一个键值对时，emplace函数会使用给定的参数构造一个临时对象，然后根据这个临时对象的键值对查找已有元素。如果找到了一个相同的键，则将这个元素的值替换为临时对象的值，并返回一个iteraotr和bool类型的pair对象。如果没找到，则直接将这个临时对象插入到map中，并返回一个iterator和true。

三、emplace的示例代码

下面是一个简单的map emplace的示例代码：

#include
#include
using namespace std;
int main()
{
    //创建一个map对象
    map my_map;
    
    //使用std::pair添加元素
    my_map.insert(std::pair(1, "hello"));
    my_map.insert(std::pair(2, "world"));

    //使用emplace添加元素
    my_map.emplace(3, "C++");

    //输出map中的元素
    map::iterator itr;
    for(itr = my_map.begin(); itr != my_map.end(); itr++)
    {
        cout <first << " " <second << endl;
    }
    return 0;
}

执行以上代码，输出如下：

1 hello
2 world
3 C++

四、emplace的性能比较

为了直观地比较emplace函数和insert函数的性能差异，我们可以设计一个简单的测试用例。主要思路是分别使用emplace函数和insert函数插入一千万个元素到map中，然后计算出所花费的时间。

#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
    //创建一个map对象
    map my_map;
    
    //计时开始
    clock_t start_time = clock();

    //使用insert添加元素
    for(int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        my_map.insert(make_pair(i, "insert"));
    }
    //计时结束
    clock_t end_time1 = clock();

    //使用emplace添加元素
    for(int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        my_map.emplace(i, "emplace");
    }
    //计时结束
    clock_t end_time2 = clock();

    //输出各自花费的时间
    cout << "insert time: " << end_time1 - start_time << endl;
    cout << "emplace time: " << end_time2 - end_time1 << endl;

    return 0;
}

执行以上代码，输出如下：

insert time: 2882
emplace time: 1979

可以看到，结果是emplace函数在插入大量元素时比insert函数快很多。因为emplace函数直接通过构造函数构造一个元素，而insert函数则是要先构造一个std::pair对象，再将这个对象复制到map中，因此效率更低。

五、总结

以上是关于C++ Map emplace函数的详细介绍和示例代码，希望对大家有所帮助。在实际开发中，我们要根据实际情况选择合适的函数来操作Map，提高程序效率和运行速度。

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