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c++ - 将元素插入 std::map 而无需额外复制

coder 2024-01-31 原文

考虑这个程序:

#include <map>
#include <string>
#define log magic_log_function // Please don't mind this.

//
// ADVENTURES OF PROGO THE C++ PROGRAM
//

class element;
typedef std::map<int, element> map_t;

class element {
public:
    element(const std::string&);
    element(const element&);
    ~element();
    std::string name;
};
element::element(const std::string& arg)
    : name(arg)
{
    log("element ", arg, " constucted, ", this);
}
element::element(const element& other)
    : name(other.name)
{
    name += "-copy";
    log("element ", name, " copied, ", this);
}
element::~element()
{
    log("element ", name, " destructed, ", this);
}
int main(int argc, char **argv)
{
    map_t map1; element b1("b1");
    log(" > Done construction.");
    log(" > Making map 1.");
    map1.insert(std::pair<int, element>(1, b1));
    log(" > Done making map 1.");
    log(" > Before returning from main()");
}

它在堆栈上创建了一些对象并且 insert将它们放入 std::map容器，在此过程中创建两个额外的临时拷贝:

element b1 constucted, 0x7fff228c6c60
 > Done construction.
 > Making map 1.
element b1-copy copied, 0x7fff228c6ca8
element b1-copy-copy copied, 0x7fff228c6c98
element b1-copy-copy-copy copied, 0x232d0c8
element b1-copy-copy destructed, 0x7fff228c6c98
element b1-copy destructed, 0x7fff228c6ca8
 > Done making map 1.
 > Before returning from main()
element b1 destructed, 0x7fff228c6c60
element b1-copy-copy-copy destructed, 0x232d0c8

我们可以通过更改 std::pair 来摆脱一个额外的复制构造函数调用签名std::pair<int, element&> , 然而，第二个临时文件仍然被创建并立即销毁:

element b1 constucted, 0x7fff0fe75390
 > Done construction.
 > Making map 1.
element b1-copy copied, 0x7fff0fe753c8
element b1-copy-copy copied, 0x1bc4098
element b1-copy destructed, 0x7fff0fe753c8
 > Done making map 1.
 > Before returning from main()
element b1 destructed, 0x7fff0fe75390
element b1-copy-copy destructed, 0x1bc4098

有没有办法让std::map只是通过引用获取堆栈上的对象并制作它的单个内部拷贝？

最佳答案

这是激发 C++11 的 move 功能的众多用例之一，由许多新功能支持，尤其是右值引用，以及各种新的标准库接口(interface)，包括 std::map::emplace、std::vector::emplace_back 等

如果出于某种原因，您还不能使用 C++11，您至少可以通过以下想法来安慰自己:问题已被识别，并且解决方案已被标准化和实现，而且我们中的许多人都在使用它，我们中的一些人 [1] 在生产代码中。所以，正如老笑话所说， a solution exists 什么时候开始是你的决定。

请注意，如果您的对象实现了移动构造函数，则不必使用 emplace 成员函数，它们甚至可以默认执行。如果具有显式复制构造函数，则不会发生这种情况，因此您上面的测试可能会产生观察者效应(实际上，在 POD 的情况下，它也可能会抑制编译器优化，因此即使使用 C++03，您也可能不会遇到问题认为你这样做)。

有各种各样的 hack 可用，这些 hack 在某种程度上避免了仅对源代码进行“微小”更改的复制，但恕我直言，最好的方法是开始转向 C++11。无论您做什么，请尝试以一种可以减轻不可避免的迁移痛苦的方式进行。

[注 1]:免责声明:我不再编写生产代码，或多或少退休了，所以我不属于那句话中的“我们中的一些人”。

关于c++ - 将元素插入 std::map 而无需额外复制，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/13880631/

amp43elementcodecopyc++optimizationstdmapc++-standard-library

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