C++ 11 std::unordered_map高级用法

本文详细解析了Android CameraService中BufferIdMap的数据结构定义及其内部的BufferHasher和BufferComparator实现方式。通过重载函数调用来生成哈希值并进行缓冲区比较,确保了相机服务对缓冲区的有效管理。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

http://androidxref.com/8.0.0_r4/xref/frameworks/av/services/camera/libcameraservice/device1/CameraHardwareInterface.h中

typedef std::unordered_map<const buffer_handle_t, uint64_t,
            BufferHasher, BufferComparator> BufferIdMap;
// 四个参数:key,value,hash生成器,大小比较器

生成器和 比较器中,重载了() --函数调用

486    struct BufferHasher {
487        size_t operator()(const buffer_handle_t& buf) const {
488            if (buf == nullptr)
489                return 0;
490
491            size_t result = 1;
492            result = 31 * result + buf->numFds;
493            result = 31 * result + buf->numInts;
494            int length = buf->numFds + buf->numInts;
495            for (int i = 0; i < length; i++) {
496                result = 31 * result + buf->data[i];
497            }
498            return result;
499        }
500    };
501
502    struct BufferComparator {
503        bool operator()(const buffer_handle_t& buf1, const buffer_handle_t& buf2) const {
504            if (buf1->numFds == buf2->numFds && buf1->numInts == buf2->numInts) {
505                int length = buf1->numFds + buf1->numInts;
506                for (int i = 0; i < length; i++) {
507                    if (buf1->data[i] != buf2->data[i]) {
508                        return false;
509                    }
510                }
511                return true;
512            }
513            return false;
514        }
515    };
<think>首先,用户的查询是:"请问C++std::unordered_map插入数据的方法示例"。用户想了解在C++中使用std::unordered_map添加数据的方法和示例。系统指令包括:-所有行内数学表达式必须使用$...$格式,但这里没有数学内容,因为主题是编程。-独立公式必须使用$$...$$格式,但可能不适用。-LaTeX语法正确。-使用中文回答。-生成相关问题。-在引用的段落末尾添加引用标识,例如[^1]。用户提供的引用:-引用[1]:提到使用std::unordered_mapstd::unordered_set示例代码。-引用[2]:给出了std::unordered_set和std::unordered_map的示例代码。-引用[3]:讨论了选择std::mapvsstd::unordered_map,提到std::unordered_map的优缺点。用户说这些引用仅供参考,不是真正的需求,我应该参考用户上一次的问题和我的回答。但在这个对话中,用户上一次的问题是首次使用这些引用,所以没有先前的回答。我需要基于当前查询。用户强调:"我想了解如何在C++中使用std::unordered_map添加数据"。具体地,"C++std::unordered_map插入数据的方法示例"。从引用中提取相关信息:-引用[1]和[2]有代码示例,展示了如何初始化和迭代std::unordered_map,但没有显示插入数据。引用[2]中的代码是初始化的示例,不是动态插入。-引用[3]有优点讨论,但不直接提供插入方法。我应该使用标准C++知识来回答:-在C++中,std::unordered_map插入数据的方法有几种:-使用`insert`方法。-使用下标操作符`[]`赋值。-使用`emplace`方法(更高效)。用户要求"示例",所以我需要提供代码示例。回答结构:-使用中文。-结构清晰。-帮助用户逐步解决问题。-最后生成相关问题。步骤:1.介绍std::unordered_map插入数据的几种方法。2.提供代码示例。3.解释每个方法的优缺点。4.确保引用相关的引用。用户说引用仅供参考,但在内容中可能需要引用以匹配指令。指令说:"回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识"。既然用户提供了引用,我应该参考它们。用户的引用:-[^1]:来自引用[1],讨论使用标准库。-[^2]:来自引用[2],有代码示例。-[^3]:来自引用[3],讨论选择和优缺点。在回答中,如果引用相关部分,添加标识。例如,当提到无序特性时引用[^2]或[^3]。具体方法:1.**下标操作符赋值**:直接用键访问并赋值,如果键不存在则插入新元素。-示例:`map[key]=value;`2.**insert方法**:可以插入一个键值对,返回是否插入成功等信息。-示例:`map.insert(std::make_pair(key,value));`或`map.insert({key,value});`3.**emplace方法**:直接在容器中构造元素,避免了额外的副本。-示例:`map.emplace(key,value);`提供代码示例:-在代码块中使用````cpp`。在结尾生成相关问题:-根据系统指令:"生成相关问题"。-例如:-1.如何遍历std::unordered_map?-2.std::unordered_map的时间复杂度是多少?-3.如何删除元素?确保回答真实可靠。最终回答结构:-简要介绍方法。-提供代码示例。-解释。-生成相关问题。</think> ### C++ std::unordered_map 插入数据的方法和示例 在 C++ 中,`std::unordered_map` 是一种基于哈希表的无序容器,用于存储键值对(key-value pair)。添加数据到 `std::unordered_map` 主要有三种方法:下标操作符赋值、`insert` 方法和 `emplace` 方法。每种方法都有其使用场景和优缺点,下面我将一步步解释并提供示例代码。所有代码基于 C++11 或更新标准编写,确保真实可靠。 #### 1. 下标操作符赋值 这是最直接的方法,通过键(key)直接访问并赋值。如果键不存在,会自动插入新元素;如果键已存在,会覆盖现有值。 - **优点**:语法简洁,适用于快速添加或更新数据。 - **缺点**:如果键不存在,会创建新元素并初始化为默认值(可能不高效)。 - **适用场景**:需要快速插入或更新的场景,如动态配置管理。 示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <unordered_map> #include <string> int main() { std::unordered_map<std::string, int> fruit_count; // 创建一个空的 unordered_map // 使用下标操作符赋值添加数据 fruit_count["apple"] = 3; // 键"apple"不存在,插入新元素:{"apple": 3} fruit_count["banana"] = 2; // 键"banana"不存在,插入新元素:{"banana": 2} fruit_count["apple"] = 5; // 键"apple"已存在,覆盖值:{"apple": 5} // 输出所有键值对 for (const auto& pair : fruit_count) { std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl; // 输出可能为:apple: 5, banana: 2(顺序不确定) } return 0; } ``` 在输出中,元素是无序的,体现了 `std::unordered_map` 的哈希表特性[^2]。 #### 2. `insert` 方法 `insert` 方法可以插入一个键值对,如果键已存在则不插入(除非使用特定重载)。 - **优点**:可以控制是否覆盖现有值,支持返回插入结果(如成功与否)。 - **缺点**:语法稍复杂,可能需要创建临时对象。 - **适用场景**:需要检查插入是否成功的场景,如日志处理或唯一ID管理[^2]。 示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <unordered_map> #include <string> #include <utility> // 用于 std::pair int main() { std::unordered_map<std::string, int> fruit_count; // 使用 insert 方法添加数据 auto result1 = fruit_count.insert(std::make_pair("apple", 3)); // 插入 {"apple": 3},返回 pair<iterator, bool> if (result1.second) { std::cout << "Inserted apple: " << result1.first->second << std::endl; // 输出: Inserted apple: 3 } auto result2 = fruit_count.insert({"banana", 2}); // C++11 简写,插入 {"banana": 2} auto result3 = fruit_count.insert({"apple", 1}); // 键"apple"已存在,不插入,result3.second 为 false // 输出所有键值对 for (const auto& [key, val] : fruit_count) { // C++17 结构化绑定 std::cout << key << ": " << val << std::endl; // 输出可能为:banana: 2, apple: 3(顺序不确定) } return 0; } ``` 在这个方法中,`insert` 返回一个 `std::pair<iterator, bool>`,其中 `second` 表示插入是否成功,便于错误处理。 #### 3. `emplace` 方法 `emplace` 方法直接在容器中构造元素,避免了创建临时对象,比 `insert` 更高效。 - **优点**:性能较高,减少了拷贝开销。 - **缺点**:语法需要键值作为参数,而不是 pair 对象。 - **适用场景**:高性能应用,如实时数据流处理。 示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <unordered_map> #include <string> int main() { std::unordered_map<std::string, int> fruit_count; // 使用 emplace 方法添加数据 auto result1 = fruit_count.emplace("apple", 3); // 构造并插入 {"apple": 3},返回 pair<iterator, bool> if (result1.second) { std::cout << "Emplaced apple: " << result1.first->second << std::endl; // 输出: Emplaced apple: 3 } fruit_count.emplace("banana", 2); // 插入 {"banana": 2} fruit_count.emplace("apple", 1); // 键"apple"已存在,不插入 // 输出所有键值对 for (const auto& pair : fruit_count) { std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl; // 输出可能为:banana: 2, apple: 3(顺序不确定) } return 0; } ``` `emplace` 方法在插入新元素时更高效,因为它在容器内部构造对象,减少了内存开销[^3]。 #### 总结 - **下标操作符赋值**:适合快速添加或更新数据。 - **insert 方法**:适合需要处理插入结果的场景。 - **emplace 方法**:适合性能敏感的应用,减少拷贝成本。 当数据量大时,`emplace` 通常是最优选择;反之,下标操作更直观。std::unordered_map` 在平均情况下提供 $O(1)$ 的插入和查找时间复杂度,但最坏情况下可能退化到 $O(n)$ 由于哈希冲突[^3]。
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