std::unordered_map::operator[] - 为啥有两个签名？

Posted 2023-02-17

【中文标题】std::unordered_map::operator[] - 为啥有两个签名？

【英文标题】：std::unordered_map::operator[] - why there are two signatures?std::unordered_map::operator[] - 为什么有两个签名？

【发布时间】：2015-07-02 14:10:25

【问题描述】：

在C++11中，std::unordered_map::operator[]有两个版本，分别是：

mapped_type& operator[] ( const key_type& k ); //1
mapped_type& operator[] ( key_type&& k ); //2

有两个问题：

1) 为什么第二个是必要的 - 第一个允许将常量传递给函数，因为第一个包含关键字 const

2) 例如，在这种情况下将调用哪个版本，1 或 2：

std::unordered_map<std::string, int> testmap;
testmap["test"] = 1;

【参考方案1】：

通常，键仅用于比较目的，因此您可能想知道为什么需要右值语义：const 引用应该已经涵盖了这种情况。

但需要注意的一点是，operator[] 确实可以创建一个新的键/值对：如果该键在映射中不存在。

在这种情况下，如果使用了第二个重载，则映射可以安全地移动映射中提供的键值（同时默认初始化值）。在我看来，这是一个非常罕见且可以忽略不计的优化，但是当你是 C++ 标准库时，你不应该不遗余力地为某人节省一个循环，即使它只发生一次！

至于第二个问题，我可能错了，但它应该将第二个重载视为最佳重载。

编辑： 还有一点是有效的，它可能允许您使用仅移动对象作为键值，即使这是一个值得商榷的决定

【讨论】：

我不确定它是否是为了优化，您可能会错过某些类型是可移动但不可复制的。在这种情况下，如果没有此重载，您将无法将此类类型用作键。

@Slava 这是一个非常有效的观点，我什至会将它包含在我的答案中，但在实践中我看不到为什么您希望将仅移动类型作为地图的键类型。您不会将互斥体、线程或唯一指针作为键。您应该只使用行为类似于值类型的类型

【参考方案2】：

出于性能原因。例如，如果键是右值，则在插入新元素时会移动键而不是复制键。

因此，您可以避免对象/键的额外副本。您可以在以下示例中看到这一点：

#include <iostream>
#include <unordered_map>

struct Foo 
  Foo()  std::cout << "Foo() called" << std::endl; 
  Foo(Foo const &other)  std::cout << "Foo(Foo const &other) called" << std::endl; 
  Foo(Foo &&other)  std::cout << "Foo(Foo &&other) called" << std::endl; 
  int i = 0;
;

bool operator==(Foo const &lhs, Foo const &rhs) 
  return lhs.i == rhs.i;


void hash_combine(std::size_t& seed, const Foo& v) 
    std::hash<int> hasher;
    seed ^= hasher(v.i) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);


struct CustomHash 
  std::size_t operator()(Foo const& v) const  
    std::size_t res = 0;
    hash_combine(res, v);
    return res;
  
;

int main() 
  std::unordered_map<Foo, int, CustomHash> fmap;

  Foo a;
  a.i = 100;
  fmap[a] = 100;
  fmap[Foo()] = 1;

LIVE DEMO

输出：

Foo() called
Foo(Foo const &other) called
Foo() called
Foo(Foo &&other) called

在fmap[Foo()] = 1; 的情况下可以看到，与调用复制构造函数的语句fmap[a] = 100; 相比，右值对象被移动。