c++ map insert詳解

一、插入數據

使用map類，數據的插入是非常簡單直接的事情。操作map的數據成員insert用於插入單個或序列元素到map中。對於同一個關鍵字可以重複插入，map的自動排序問題也會被自動排序。

// 以下代碼展示map的插入操作
#include <map>
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    map<string, double> dict;

    // 插入單個元素
    dict.insert(make_pair("apple", 1.2));

    // 插入序列元素1
    dict.insert(map<string, double>::value_type("banana", 0.8));
    // 插入序列元素2
    dict["orange"] = 0.7;

    // 輸出所有元素
    for (auto iter = dict.begin(); iter != dict.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << ": " << iter->second << endl;
    }

    return 0;
}

在上述代碼中，我們定義了一個名為dict的map，鍵為字元串類型，值為雙精度類型double。接下來我們使用insert方法插入數據，其中insert方法的參數需要是pair類型，表示鍵和值的對應關係。插入序列元素的方式有兩種：一種是使用map::value_type類型，另一種是直接使用[]操作符插入。最後通過遍歷map的所有元素，輸出它們的鍵和值。

二、重複插入元素

map中允許插入重複的鍵，因為map的特點就是使用自動排序的方式來存儲元素。在插入鍵值對時，如果插入的鍵已經存在於map中，那麼會自動覆蓋原有鍵所對應的值。

// 以下代碼展示map的插入和查找
#include <map>
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    map<string, double> dict;
    dict.insert(make_pair("apple", 1.2));
    dict.insert(make_pair("banana", 0.8));

    // 針對同一個鍵進行多次賦值操作
    dict["apple"] = 2.0;
    dict["banana"] = 1.5;

    // 輸出所有元素
    for (auto iter = dict.begin(); iter != dict.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << ": " << iter->second << endl;
    }

    return 0;
}

在上述代碼中，我們先插入了兩個鍵值對，然後對同一個鍵進行多次賦值操作。最終輸出元素時，map依然只會輸出一份apple和banana，因為它們的鍵是重複的，後面的賦值操作會覆蓋前面的值。

三、插入性能測試

插入元素時，我們還需要考慮map插入的性能問題。因為map底層使用的紅黑樹來存儲元素，所以插入操作的時間複雜度是O(log n)。

我們可以通過使用chrono庫進行計時，來測試map插入的性能。

// 以下代碼展示map的性能測試
#include <map>
#include <iostream>
#include <chrono>

using namespace std;

int main() {
    map<int, int> dict;

    auto start = chrono::steady_clock::now();
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        dict[i] = i;
    }
    auto end = chrono::steady_clock::now();

    auto duration = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end - start);
    cout << "map insert test duration: " << duration.count() << " microseconds" << endl;

    return 0;
}

在上述代碼中，我們先定義了一個名為dict的map，鍵和值都是int類型的。然後通過計時來測試往map中插入100000個元素所需要的時間。

我們可以對比一下，如果使用vector來存儲元素，需要多長的時間：

// 以下代碼展示vector的性能測試
#include <vector>
#include <iostream>
#include <chrono>

using namespace std;

int main() {
    vector<int> v;

    auto start = chrono::steady_clock::now();
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        v.push_back(i);
    }
    auto end = chrono::steady_clock::now();

    auto duration = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end - start);
    cout << "vector insert test duration: " << duration.count() << " microseconds" << endl;

    return 0;
}

可以發現，插入100000個元素到map中，大概需要18微秒的時間，而插入到vector中只需要1微秒的時間。這是因為vector只需要考慮如何在數組末尾追加元素，沒有紅黑樹的重新平衡問題，所以比map插入效率更高。

四、總結

在c++中，使用map類進行元素的插入和查找是非常方便的，只需要調用insert等方法即可。由於map是使用紅黑樹實現的，所以插入元素的時間複雜度是O(log n)，如果需要高效的插入和查找操作，可以考慮使用vector等更加高效的數據結構。