C++ map容器: 插入操作

1. map插入操作基础

map是C++ STL中的关联容器，存储键值对(key-value pairs)。插入元素时有四种主要方式，各有特点：

1.1 头文件与声明

#include 
using namespace std;

map<int, string> mapStu;  // 键为int，值为string

2. 四种插入方式详解

2.1 方式一：构造pair后插入

pair<map<int, string>::iterator, bool> ret = 
    mapStu.insert(pair<int, string>(1, "张三"));

特点：

• 显式构造pair对象
• insert返回一个pair
  • first：指向插入元素的迭代器
  • second：是否插入成功（bool）

示例判断：

if (ret.second == true) {
    cout << "插入成功!value:" << (*(ret.first)).second << endl;
} else {
    cout << "插入失败!" << endl;  // 键已存在时会失败
}

注意：对于map，如果键已存在，插入会失败，不会覆盖原有值。

2.2 方式二：使用make_pair

mapStu.insert(make_pair(2, "李四"));

优点：

• 语法更简洁，无需显式指定模板参数
• 自动推导pair类型
• 同样返回pair

2.3 方式三：使用value_type

mapStu.insert(map<int, string>::value_type(3, "王五"));

特点：

• value_type是map内部定义的typedef，等同于pair
• 类型安全，确保键的类型正确
• 同样返回pair

2.4 方式四：使用[]操作符

mapStu[4] = "赵六";      // 插入
mapStu[4] = "小赵六";    // 修改

关键特性：

1. 查找+插入/修改：先查找键是否存在，不存在则插入，存在则修改
2. 可能意外插入：访问不存在的键时会自动插入

   string strName = mapStu[8];  // 键8不存在时会自动插入
   

3. 返回值：返回值的引用，可直接修改

特殊用法：

mapStu[6] = mapStu[5];  // 复制键5的值到键6
mapStu[7] = mapStu[4];  // 复制键4的值到键7

3. 四种方式对比

特性	方式一(pair)	方式二(make_pair)	方式三(value_type)	方式四([])
语法复杂度	高	中	高	低
返回值	pair	pair	pair	值引用
键存在时的行为	不覆盖	不覆盖	不覆盖	覆盖
可能意外插入	否	否	否	是
类型安全性	高	中	最高	低
性能	中等	中等	中等	稍快

4. 遍历map内容

for (map<int, string>::iterator it = mapStu.begin(); 
     it != mapStu.end(); it++) {
    cout << it->first << ", " << it->second << endl;
}

或使用C++11范围for循环：

for (const auto& pair : mapStu) {
    cout << pair.first << ", " << pair.second << endl;
}

5. 关键注意事项

1. 键的唯一性：map中每个键只能出现一次，重复插入会失败
2. 自动排序：元素按键的升序自动排列
3. []操作符的风险：
   • 可能意外插入新元素
   • 访问不存在的键时会用默认值创建新元素
4. 性能考虑：
   • 插入操作平均时间复杂度O(log n)
   • 对于已知不存在的键，使用insert比[]更高效

6. 实际应用建议

1. 需要知道是否插入成功：使用insert+检查返回值
2. 需要覆盖现有值：使用[]操作符
3. 避免意外插入：先用find检查键是否存在
4. 代码简洁性：优先考虑make_pair或emplace(C++11)

7. 完整代码回顾

#include 
#include 

using namespace std;

int main() {
    map<int, string> mapStu;

    // 方式一
    auto ret = mapStu.insert(pair<int, string>(1, "张三"));
    if (ret.second) {
        cout << "插入成功!value:" << ret.first->second << endl;
    } else {
        cout << "插入失败!" << endl;
    }

    // 重复插入测试
    ret = mapStu.insert(pair<int, string>(1, "小张三"));
    if (!ret.second) {
        cout << "插入小张三失败!" << endl;
    }

    // 方式二
    mapStu.insert(make_pair(2, "李四"));

    // 方式三
    mapStu.insert(map<int, string>::value_type(3, "王五"));

    // 方式四
    mapStu[4] = "赵六";
    mapStu[4] = "小赵六";  // 覆盖

    // 特殊用法
    mapStu[6] = mapStu[5];  // 复制
    mapStu[7] = mapStu[4];  // 复制

    // 遍历输出
    for (const auto& pair : mapStu) {
        cout << pair.first << ", " << pair.second << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

8. 扩展知识

8.1 C++11的emplace

C++11引入了更高效的emplace方法：

mapStu.emplace(5, "钱七");  // 直接在容器内构造元素，避免临时对象

8.2 异常安全性

insert和emplace提供强异常保证：如果插入失败，容器保持不变。

8.3 性能优化

对于大批量插入：

1. 如果键已知有序，可以使用提示位置插入：

   mapStu.insert(hint_iterator, make_pair(10, "孙八"));
   

2. 或者先构建vector再批量插入