STL map插入效率：[] vs. insert答案

【问题标题】：STL map insertion efficiency: [] vs. insertSTL map插入效率：[] vs. insert
【发布时间】：2011-08-07 05:22:42
【问题描述】：

地图插入有两种方式：

m[key] = val;

或者

m.insert(make_pair(key, val));

我的问题是，哪种操作更快？人们通常说第一个比较慢，因为 STL 标准首先在 map 中不存在“key”时“插入”一个默认元素，然后将“val”分配给默认元素。

但我不认为第二种方式更好，因为'make_pair'。与pair<T1, T2>(key, val) 相比，make_pair 实际上是一种方便的“配对”方式。无论如何，他们都做了两个分配，一个是将'key'分配给'pair.first'，两个分配'val'给'pair.second'。 pair 生成后，map 会插入 'pair.second' 初始化的元素。

所以第一种方式是 1. 'default construct of typeof(val)' 2. 赋值第二种方式是 1. assignment 2. 'copy construct of typeof(val)'

【问题讨论】：

另见：stackoverflow.com/q/1594631/78845

标签： c++ stl map insert std-pair

【解决方案1】：

两者完成不同的事情。

m[key] = val;

如果key 不存在，将插入一个新的键值对，或者如果它已经存在，它将覆盖映射到key 的旧值。

m.insert(make_pair(key, val));

仅当key 尚不存在时才会插入该对，它永远不会覆盖旧值。因此，请根据您想要完成的任务进行选择。
对于更有效的问题：profile。 :P 可能是我想说的第一种方式。分配（又名副本）是两种方式的情况，因此唯一的区别在于构造。众所周知并且应该实现，默认构造基本上应该是无操作的，因此非常有效。副本就是这样 - 副本。因此，在方式一中，我们得到“无操作”和副本，在方式二中，我们得到两个副本。
编辑：最后，请相信您的分析告诉您的内容。我的分析与@Matthieu 在他的评论中提到的一样，但这是我的猜测。 :)

然后，我们有 C++0x 来了，第二条路上的双重复制将是无效的，因为现在可以简单地移动这对。所以最后，我想还是回到我的第一点：用正确的方式完成你想做的事情。

【讨论】：

+1 用于从语义而不是性能中进行选择。我认为分析有点偏离。第一种方法应该更慢（默认构造），因为在这两种情况下都会复制键和值。
@Matthieu：嗯，确实如此。我将进行一些编辑，但会让我的分析保持不变。这再次表明，分析真的会告诉你什么是更快的。
std::map<>::operator[] 不会默认初始化值，它会初始化值 值，因此像std::map<K, std::array<int, 1000>>::operator[] 这样的东西可能会非常浪费。

【解决方案2】：

在具有大量内存的轻负载系统上，此代码：

#include <map>
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <string>

using namespace std;

typedef map <unsigned int,string> MapType;
const unsigned int NINSERTS = 1000000;

int main() {
    MapType m1;
    string s = "foobar";
    clock_t t = clock();
    for ( unsigned int i = 0; i < NINSERTS; i++ ) {
        m1[i] = s;
    }
    cout << clock() - t << endl;
    MapType m2;
    t = clock();
    for ( unsigned int i = 0; i < NINSERTS; i++ ) {
        m2.insert( make_pair( i, s ) );
    }
    cout << clock() - t << endl;
}

产生：

1547
1453

或重复运行的类似值。所以插入（在这种情况下）稍微快一些。

【讨论】：

【解决方案3】：

性能方面，我认为它们大体上是相同的。带有大对象的地图可能会有一些例外，在这种情况下，您应该使用 [] 或者可能创建比“插入”更少的临时对象的 emplace。详情见讨论here。

但是，如果您在插入运算符上使用“提示”功能，则在特殊情况下可能会获得性能提升。因此，从here 中查看选项2：

iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);

如果您给出良好的提示，“插入”操作可以减少到恒定时间（从 log(n) 开始）（如果您知道要在地图后面添加东西，通常是这种情况）。

【讨论】：

【解决方案4】：

我们必须通过提到相对性能还取决于被复制对象的类型（大小）来改进分析。

我用 (int -> set) 的地图做了一个类似的实验 (to nbt)。我知道这是一件很糟糕的事情，但是，这说明了这种情况。 “值”，在本例中是一组整数，其中包含 20 个元素。

我执行了 []= Vs 的一百万次迭代。插入操作并执行 RDTSC/iter-count。

[] = 设置 | 10731个周期

插入（make_pair）| 26100次循环

它显示了由于复制而增加的惩罚幅度。当然，CPP11(move ctor's) 将改变图片。

【讨论】：

【解决方案5】：

我的看法：值得提醒的是，maps 是一棵平衡二叉树，大部分修改和检查都需要 O(logN)。

实际上取决于您要解决的问题。

1) 如果您只想插入该值，但知道该值尚不存在，那么 [] 会做两件事： a) 检查物品是否存在 b）如果不存在，将创建对并执行插入操作（ O(logN)) 的双重工作，所以我会使用插入。

2) 如果您不确定它是否存在，那么 a) 如果您确实通过执行 if(map.find(item) == mp.end()) 之类的操作来检查该项目是否存在上面某处的行，然后使用插入，因为双重工作 [] 会执行 b）如果你没有检查，那么它取决于，因为插入不会修改值，如果它在那里，[] 会，否则它们是相等

【讨论】：

【解决方案6】：

我的答案不是效率而是安全，这与选择插入算法有关：

[] 和 insert() 调用将触发元素的析构函数。如果你的析构函数内部有关键行为，这可能会产生危险的副作用。

在这样的危险之后，我不再依赖 STL 的隐式延迟插入功能，并且总是使用显式检查我的对象是否在其 ctors/dtors 中具有行为。

看到这个问题： Destructor called on object when adding it to std::list

【讨论】：