c++ map insert详解

发布时间：2023-05-18

一、插入数据

使用map类，数据的插入是非常简单直接的事情。操作map的数据成员insert用于插入单个或序列元素到map中。对于同一个关键字可以重复插入，map的自动排序问题也会被自动排序。

// 以下代码展示map的插入操作
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    map<string, double> dict;
    // 插入单个元素
    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;
    // 输出所有元素
    for (auto iter = dict.begin(); iter != dict.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << ": " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}

在上述代码中，我们定义了一个名为dict的map，键为字符串类型，值为双精度类型double。接下来我们使用insert方法插入数据，其中insert方法的参数需要是pair类型，表示键和值的对应关系。插入序列元素的方式有两种：一种是使用map::value_type类型，另一种是直接使用[]操作符插入。最后通过遍历map的所有元素，输出它们的键和值。

二、重复插入元素

map中允许插入重复的键，因为map的特点就是使用自动排序的方式来存储元素。在插入键值对时，如果插入的键已经存在于map中，那么会自动覆盖原有键所对应的值。

// 以下代码展示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));
    // 针对同一个键进行多次赋值操作
    dict["apple"] = 2.0;
    dict["banana"] = 1.5;
    // 输出所有元素
    for (auto iter = dict.begin(); iter != dict.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << ": " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}

在上述代码中，我们先插入了两个键值对，然后对同一个键进行多次赋值操作。最终输出元素时，map依然只会输出一份apple和banana，因为它们的键是重复的，后面的赋值操作会覆盖前面的值。

三、插入性能测试

插入元素时，我们还需要考虑map插入的性能问题。因为map底层使用的红黑树来存储元素，所以插入操作的时间复杂度是O(log n)。 我们可以通过使用chrono库进行计时，来测试map插入的性能。

// 以下代码展示map的性能测试
#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;
}

在上述代码中，我们先定义了一个名为dict的map，键和值都是int类型的。然后通过计时来测试往map中插入100000个元素所需要的时间。 我们可以对比一下，如果使用vector来存储元素，需要多长的时间：

// 以下代码展示vector的性能测试
#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;
}

可以发现，插入100000个元素到map中，大概需要18微秒的时间，而插入到vector中只需要1微秒的时间。这是因为vector只需要考虑如何在数组末尾追加元素，没有红黑树的重新平衡问题，所以比map插入效率更高。

四、总结

在C++中，使用map类进行元素的插入和查找是非常方便的，只需要调用insert等方法即可。由于map是使用红黑树实现的，所以插入元素的时间复杂度是O(log n)，如果需要高效的插入和查找操作，可以考虑使用vector等更加高效的数据结构。

推荐文章