C++高性能并行编程与优化 - 课件 - 17 由浅入深学习 map 容器

• 语言: 中文（简体）
• 格式: .pptx
• 来源: github.com/archibate

摘要

文档详细介绍了C++中map容器的基本操作，包括读取、写入、判断和删除元素的不同方法，并比较了at和[]的使用场景。同时，文档讨论了遍历map容器时的安全性问题，指出直接修改遍历时的元素是无效的。此外，文档还回顾了set容器的分类及其与map容器的相似之处，如底层实现均为二叉排序树。

AI总结

### 文档总结

#### **课程概述**
本课程为《C++高性能并行编程与优化》系列课件的第4期，主题是**由浅入深学习 map 容器**。课程内容围绕 map 容器的使用、底层实现、常见操作及优化技巧展开。

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#### **map容器的核心知识点**
1. **map的元素类型**
- map的元素类型是`pair`，其中键`K`是`const`类型，确保键值对的键不会被修改。
- 值`V`可以自由修改，因为它不影响键的排序。

2. **map与set的对比**
- set和map的底层实现均为二叉排序树。
- set只存储键，而map存储键值对。
- set的迭代器是`const_iterator`，而map的迭代器允许修改值部分。

3. **map的常用操作**
- **读取**：
- `at(key)`：返回键对应的值，若键不存在，抛出`out_of_range`异常。
- `operator[](key)`：若键不存在，会创建并零初始化一个键值对。
- **写入**：
- `m[key] = val`：若键存在，覆盖旧值；若不存在，创建并写入新值。
- `m.at(key) = val`：若键不存在，抛出异常。
- **判断存在**：使用`m.count(key)`，返回`1`表示存在，`0`表示不存在。
- **删除**：使用`m.erase(key)`，若键不存在则无操作。

4. **遍历与修改**
- 遍历map时，若直接修改`v`，只会修改遍历时生成的拷贝，不会修改原map中的值。
- 若要修改值，需通过引用或指针操作。

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#### **emplace, emplace_hint, try_emplace的区别**
- **emplace**：在指定位置插入元素，返回迭代器。
- **emplace_hint**：提供一个插入位置的建议，可能提高插入效率。
- **try_emplace**：尝试在指定位置插入元素，若键已存在，不执行插入。

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#### **map的高效查找**
- map的查找效率高，底层基于二叉树结构，支持对数时间复杂度的查找。
- vector的查找效率低，采用线性查找，时间复杂度为O(n)。

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#### **课程重点**
- **小彭老师四定律**：
1. 读取，用`at`。
2. 写入，用`[]`。
3. 判断存在，用`count`。
4. 删除，用`erase`。
- **安全提示**：
- 遍历map时删除元素是不安全的，可能导致未定义行为。
- 使用`emplace`系列函数时需注意键的唯一性和插入位置。

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#### **学习建议**
- 熟悉map的常用操作和底层实现，掌握高效查找和修改技巧。
- 结合实际案例理解map的使用场景和优化方法。