在不使用 if 的情况下插入/更新 std::unordered_map 元素的最快方法是啥？

Posted 2023-02-17

【中文标题】在不使用 if 的情况下插入/更新 std::unordered_map 元素的最快方法是啥？

【英文标题】：What is the quickest way of inserting/updating std::unordered_map elements without using an if?在不使用 if 的情况下插入/更新 std::unordered_map 元素的最快方法是什么？

【发布时间】：2013-10-05 12:27:00

【问题描述】：

我目前有很多如下代码：

std::unordered_map<int,int> my_dict;
.
.
.
// If the key does exist in the dictionary
if(my_dict.count(key) == 1)
    my_dict[key] = value;


// If its a new key
else
    my_dict.insert(std::make_pair(key,value));

有什么方法可以通过每次覆盖值来加快速度？

【问题讨论】：

看来你应该使用地图

@billz 我想要 O(1) 插入时间？我不想要一棵树 O log(N)

[] 执行此操作。 cplusplus.com/reference/unordered_map/unordered_map/operator[] 当然，复杂度必须是线性的。如果您想要更少的插入时间，请使用地图

my_dict[key] = value; 是你所需要的，如果需要，不需要。

@user997112 然后使用(*my_dict_ptr)[key] 或my_dict_ptr->operator[](key)。

【参考方案1】：

您只需这样做（对于map 和unordered_map）

mydict[key]=value;

【讨论】：

当且仅当value 的默认构造非常昂贵时，使用if-else 会更快。不过，在大多数情况下，operator[] 都能胜任。

【参考方案2】：

我认为这样可能是最快的：

auto it = my_dict.find(key);
if( it != my_dict.end() ) 
    it->second = value;

else 
    my_dict.insert(std::make_pair(key,value));

如果key 已经存在并且您只有一次查找，您就不会修改unordered_map 的结构。

---

如果您之后不需要/访问value，另一种选择：

my_dict[key] = std::move(value);

如果value 的分配代价高昂并且受益于移动语义，这可能会更好。

【讨论】：

@us2012 大多数情况下，但在插入情况下，它首先插入一个默认构造值，然后分配它。以上避免了这种开销。

在我走这条路之前，我会对简单案例 (foo[key]=value;) 进行一些认真的测量。

@Joe 是的。如果没有显示这是一个问题的配置文件运行，请使用更具可读性的代码。当这个问题缺少“性能”标签时，那会是我的答案:)

我的一般经验是，大多数人误解了哪些事情会拖累他们的表现。我希望 OP 的代码和这里的任一解决方案之间的性能差异在unordered_map...中非常小...

@DanielFrey：value_type 是 pair<const int, int>。任何开销很可能都会被优化掉。

【参考方案3】：

要更新 C++17，您可以使用：

std::unordered_map::insert_or_assign()

http://en.cppreference.com/w/cpp/container/unordered_map/insert_or_assign

【讨论】：

insert_or_assign() 在使用 gcc 时可能会变慢。见gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=95079

【参考方案4】：

通常，您可以通过定义一个函数来避免额外的输入，从而避免您再次输入相同的内容。 如果你无法访问 C++17 的 insert_or_assign()，你可以自己实现这样的东西：

bool InsertOrAssign(std::unordered_map& m, int key, int value) 
  // Your code or one of the suggested answers goes here

【参考方案5】：

您的所有地图函数都会执行搜索，因此无论键是否存在，您总是会搜索两次地图。您可以利用 insert 检索插入是否发生（键不存在）或不（键存在）的事实并采取相应措施：

std::unordered_map<int,int> mydict;
bool inserted = false;
auto position = mydict.end();
std::tie(position, inserted) = mydict.insert(key, value);
if (inserted) 
  pos->second = value;

这相当于mydict[key] = value，因为无论如何我们都在分配新值。对于默认构造便宜的类型，我会使用operator[]，如果这是您唯一需要对地图做的事情。

所有insert、emplace和operator[]都可以在不同情况下执行value_type的附加构造：insert和emplace在插入发生之前执行此操作，operator[]默认构造映射键不存在时的值。因此，它们不适用于构造/复制/移动成本高昂的类型（std::thread，非常大的std::array...）。在这种情况下，使用try_emplace 来代替（C++17）更合适：

std::unordered_map<int, expensive_type> mydict;
bool inserted = false;
auto position = mydict.end();
std::tie(position, inserted) = mydict.try_emplace(key, expensive_constructor_args);
if (inserted) 
  // no expensive_type has been constructed
  // pos->second references the existing value