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C++ STL map insert()插入数据的4种方式

前面讲过,C++ STL map 类模板中对[ ]运算符进行了重载,即根据使用场景的不同,借助[ ]运算符可以实现不同的操作。举个例子:
#include <iostream>
#include <map>  //map
#include <string> //string
using namespace std;
int main()
{
    std::map<string, string> mymap{ {"STL教程","http://c.biancheng.net/java/"} };
    //获取已存储键值对中,指定键对应的值
    cout << mymap["STL教程"] << endl;

    //向 map 容器添加新键值对
    mymap["Python教程"] = "http://c.biancheng.net/python/";

    //修改 map 容器已存储键值对中,指定键对应的值
    mymap["STL教程"] = "http://c.biancheng.net/stl/";

    for (auto iter = mymap.begin(); iter != mymap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
   
    return 0;
}
程序执行结果为:

http://c.biancheng.net/java/
Python教程 http://c.biancheng.net/python/
STL教程 http://c.biancheng.net/stl/

可以看到,当操作对象为 map 容器中已存储的键值对时,则借助 [ ] 运算符,既可以获取指定键对应的值,还能对指定键对应的值进行修改;反之,若 map 容器内部没有存储以 [ ] 运算符内指定数据为键的键值对,则使用 [ ] 运算符会向当前 map 容器中添加一个新的键值对。

实际上,除了使用 [ ] 运算符实现向 map 容器中添加新键值对外,map 类模板中还提供有 insert() 成员方法,该方法专门用来向 map 容器中插入新的键值对。

注意,这里所谓的“插入”,指的是 insert() 方法可以将新的键值对插入到 map 容器中的指定位置,但这与 map 容器会自动对存储的键值对进行排序并不冲突。当使用 insert() 方法向 map 容器的指定位置插入新键值对时,其底层会先将新键值对插入到容器的指定位置,如果其破坏了 map 容器的有序性,该容器会对新键值对的位置进行调整。

自 C++ 11 标准后,insert() 成员方法的用法大致有以下 4 种。

1) 无需指定插入位置,直接将键值对添加到 map 容器中。insert() 方法的语法格式有以下 2 种:

//1、引用传递一个键值对
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
//2、以右值引用的方式传递键值对
template <class P>
    pair<iterator,bool> insert (P&& val);

其中,val 参数表示键值对变量,同时该方法会返回一个 pair 对象,其中 pair.first 表示一个迭代器,pair.second 为一个 bool 类型变量:
  • 如果成功插入 val,则该迭代器指向新插入的 val,bool 值为 true;
  • 如果插入 val 失败,则表明当前 map 容器中存有和 val 的键相同的键值对(用 p 表示),此时返回的迭代器指向 p,bool 值为 false。

以上 2 种语法格式的区别在于传递参数的方式不同,即无论是局部定义的键值对变量还是全局定义的键值对变量,都采用普通引用传递的方式;而对于临时的键值对变量,则以右值引用的方式传参。有关右值引用,可阅读《C++右值引用》一文做详细了解。

举个例子:
#include <iostream>
#include <map>  //map
#include <string> //string
using namespace std;
int main()
{
    //创建一个空 map 容器
    std::map<string, string> mymap;
   
    //创建一个真实存在的键值对变量
    std::pair<string, string> STL = { "STL教程","http://c.biancheng.net/stl/" };
   
    //创建一个接收 insert() 方法返回值的 pair 对象
    std::pair<std::map<string, string>::iterator, bool> ret;
   
    //插入 STL,由于 STL 并不是临时变量,因此会以第一种方式传参
    ret = mymap.insert(STL);
    cout << "ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;

    //以右值引用的方式传递临时的键值对变量
    ret = mymap.insert({ "C语言教程","http://c.biancheng.net/c/" });
    cout << "ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;

    //插入失败样例
    ret = mymap.insert({ "STL教程","http://c.biancheng.net/java/" });
    cout << "ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;
    return 0;
}
程序执行结果为:

ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 1>
ret.iter = <{C语言教程, http://c.biancheng.net/c/}, 1>
ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 0>

从执行结果中不难看出,程序中共执行了 3 次插入操作,其中成功了 2 次,失败了 1 次:
  • 对于插入成功的 insert() 方法,其返回的 pair 对象中包含一个指向新插入键值对的迭代器和值为 1 的 bool 变量
  • 对于插入失败的 insert() 方法,同样会返回一个 pair 对象,其中包含一个指向 map 容器中键为 "STL教程" 的键值对和值为 0 的 bool 变量。

另外,在程序中的第 21 行代码,还可以使用如下 2 种方式创建临时的键值对变量,它们是等价的:
//调用 pair 类模板的构造函数
ret = mymap.insert(pair<string,string>{ "C语言教程","http://c.biancheng.net/c/" });
//调用 make_pair() 函数
ret = mymap.insert(make_pair("C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"));

2) 除此之外,insert() 方法还支持向 map 容器的指定位置插入新键值对,该方法的语法格式如下:

//以普通引用的方式传递 val 参数
iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);
//以右值引用的方式传递 val 键值对参数
template <class P>
    iterator insert (const_iterator position, P&& val);

其中 val 为要插入的键值对变量。注意,和第 1 种方式的语法格式不同,这里 insert() 方法返回的是迭代器,而不再是 pair 对象:
  • 如果插入成功,insert() 方法会返回一个指向 map 容器中已插入键值对的迭代器;
  • 如果插入失败,insert() 方法同样会返回一个迭代器,该迭代器指向 map 容器中和 val 具有相同键的那个键值对。

举个例子:
#include <iostream>
#include <map>  //map
#include <string> //string
using namespace std;
int main()
{
    //创建一个空 map 容器
    std::map<string, string> mymap;
   
    //创建一个真实存在的键值对变量
    std::pair<string, string> STL = { "STL教程","http://c.biancheng.net/stl/" };
    //指定要插入的位置
    std::map<string, string>::iterator it = mymap.begin();
    //向 it 位置以普通引用的方式插入 STL
    auto iter1 = mymap.insert(it, STL);
    cout << iter1->first << " " << iter1->second << endl;

    //向 it 位置以右值引用的方式插入临时键值对
    auto iter2 = mymap.insert(it, std::pair<string, string>("C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"));
    cout << iter2->first << " " << iter2->second << endl;

    //插入失败样例
    auto iter3 = mymap.insert(it, std::pair<string, string>("STL教程", "http://c.biancheng.net/java/"));
    cout << iter3->first << " " << iter3->second << endl;
    return 0;
}
程序执行结果为:

STL教程 http://c.biancheng.net/stl/
C语言教程 http://c.biancheng.net/c/
STL教程 http://c.biancheng.net/stl/

再次强调,即便指定了新键值对的插入位置,map 容器仍会对存储的键值对进行排序。也可以说,决定新插入键值对位于 map 容器中位置的,不是 insert() 方法中传入的迭代器,而是新键值对中键的值。


3) insert() 方法还支持向当前 map 容器中插入其它 map 容器指定区域内的所有键值对,该方法的语法格式如下:

template <class InputIterator>
  void insert (InputIterator first, InputIterator last);

其中 first 和 last 都是迭代器,它们的组合<first,last>可以表示某 map 容器中的指定区域。

举个例子:
#include <iostream>
#include <map>  //map
#include <string> //string
using namespace std;
int main()
{
    //创建并初始化 map 容器
    std::map<std::string, std::string>mymap{ {"STL教程","http://c.biancheng.net/stl/"},
                                                {"C语言教程","http://c.biancheng.net/c/"},
                                                {"Java教程","http://c.biancheng.net/java/"} };
    //创建一个空 map 容器
    std::map<std::string, std::string>copymap;
    //指定插入区域
    std::map<string, string>::iterator first = ++mymap.begin();
    std::map<string, string>::iterator last = mymap.end();
    //将<first,last>区域内的键值对插入到 copymap 中
    copymap.insert(first, last);
    //遍历输出 copymap 容器中的键值对
    for (auto iter = copymap.begin(); iter != copymap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}
程序执行结果为:

Java教程 http://c.biancheng.net/java/
STL教程 http://c.biancheng.net/stl/

此程序中,<first,last> 指定的区域是从 mumap 容器第 2 个键值对开始,之后所有的键值对,所以 copymap 容器中包含有 2 个键值对。

4) 除了以上一种格式外,insert() 方法还允许一次向 map 容器中插入多个键值对,其语法格式为:

void insert ({val1, val2, ...});

其中,vali 都表示的是键值对变量。

举个例子:
#include <iostream>
#include <map>  //map
#include <string> //string
using namespace std;
int main()
{
    //创建空的 map 容器
    std::map<std::string, std::string>mymap;
    //向 mymap 容器中添加 3 个键值对
    mymap.insert({ {"STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/"},
                   { "C语言教程","http://c.biancheng.net/c/" },
                   { "Java教程","http://c.biancheng.net/java/" } });

    for (auto iter = mymap.begin(); iter != mymap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}
程序执行结果为:

C语言教程 http://c.biancheng.net/c/
Java教程 http://c.biancheng.net/java/
STL教程 http://c.biancheng.net/stl/

值得一提的是,除了 insert() 方法,map 类模板还提供 emplace() 和 emplace_hint() 方法,它们也可以完成向 map 容器中插入键值对的操作,且效率还会 insert() 方法高。关于这 2 个方法,会在下一节做详细介绍。

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