[Effective STL] 关联容器

最新推荐文章于 2024-08-03 22:46:13 发布

南城西凛

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分类专栏： C++

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本文探讨了STL中相等（equality）与等价（equivalence）的概念，解释了它们在find和set::insert等函数中的不同应用。通过Widget类的例子，详细分析了基于operator==的相等概念，以及在map中使用operator[]与insert时的效率考量。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

理解相等（equlity）和等价（equivalence）的区别

在STL中有很多这样的函数，它们需要确定两个值是否相同，但这些函数以不同的方式来判断这两个值是否相同。find对相同的定义是等价的，是以operator ==为基础，而set::insert对系统的定义是等价。因此需要了解它们之间的区别。

在实际过程中，相等的概念是基于operator ==的，如果表达式x==y返回真，则x和y的值相等，否则就不相等。但x和y有相等的值并不意味这它们的所有数据成员都有相等的值。

class Widget{
  public:
    ...
  private:
    TimeStamp lastAccessed;
    ...
};

bool operator == (const Widget& lhs, const Widget& rhs){
  //忽略了lastAccessed域的代码
}

在这种情况下，两个Widget即使有不同的lastAccessed域，它们也可以有相等的值。

当效率至关重要的时候，请在map::operator[]与map::insert之间做出谨慎选择

map的opeartor[]的设计目的是为了提供“添加和更新功能”

map<k,v> m;
m[k] = v;

具体工作方式如下：operator[]返回一个引用，它指向与k相关联的值对象。然后v被赋给该引用所指向的对象。如果键k已经有了相关联的值，则该值被更新。但如果k还没有在映射表中，那就没有operator[]可以指向的值对象。在这种情况下，它使用值类型的默认构造函数创建一个新的对象，然后operator[]就能返回一个指向该新对象的引用了。
假定有个Widget类，它支持默认构造函数，并根据一个double值来构造和赋值：

class Widget{
pulic:
  Widget();
  Widget(double weight);
  Widget& operator=(double weight)
  void operator==(const Widget& w);
}

创建一个map<int,Widget>，并想用特定的值来对该映射表进行初始化。

map<int,Widget> m;
m[1] = 1.50;
m[2] = 3.67;
m[3] = 10.5;
m[4] = 45.8;
m[5] = 0.0003;

m[1] = 1.5; 该表达式等价于如下
typedef map<int,Widget> IntWidgetMap;
pair<IntWidgetMap::iterator,bool> result = m.insert(IntWidgetMap::value_type(1,Widget())); 用键值1和默认构造的值对象创建一个新的map条目。
result.first->second = 1.5; 又根据需求对Widget赋值一次

上述方式可以换成insert方法
m.insert(IntWidgetMap::value_type(1,1.50));

Note：因此当进行“添加”操作时，insert比operator[]效率高，然而做更新操作时，即当一个等价的键已经在映射表中时，形势却是反过来。

m[k] = v;
m.insert(IntWidgetMap::value_type(k,v)).first->second = v;

insert调用需要将一个一个IntWidgetMap::value_type类型的参数，所以当我们调用insert时，我们必须构造和析构一个该类型对象。其中又包含了一个Widget的构造和析构。而operator[]不使用pair对象，所以它不会构造和析构任何pair或widget。
Note:对效率的考虑，当向映射表中添加元素时，要优先使用insert，而不是operator[]；而从效率和美学的观点考虑，结论是：当更新已经在映射表中的元素的值时，要优先选用operator[]。