如何优化 std::map insert() 函数？

Question

解释我正在尝试完成的最佳方法是使用此示例（使用Visual Studio 2008 SP1 编译）：

struct ELEMENT1{
    //Its members

    ELEMENT1()
    {
        //Constructor code
    }
    ~ELEMENT1()
    {
        //Destructor code
    }
};


std::map<std::wstring, ELEMENT1> map;

std::pair<std::map<std::wstring, ELEMENT1>::iterator, bool> resIns;
ELEMENT1 element;
std::wstring strKey;

for(size_t i = 0; i < numberRepetitions; i++)
{
    //Do processing
    //...

    //set 'strKey'

    //Insert new element into the map first
    resIns = map.insert(std::pair<std::wstring, ELEMENT1>(strKey, element));    //This line calls ELEMENT1 constructor & destructor twice

    //Then fill out the data
    fill_in_data(resIns.first->second);
}


BOOL fill_in_data(ELEMENT1& outInfo)
{
    //Fill in 'outInfo' -- MUST be in its own function
    //...
}

我的目标是优化这段代码，因此我做了以下工作：

• 将 ELEMENT1 element 构造/破坏移到循环之外。

• 我将element 插入map，然后尝试使用指向插入元素的指针填充它，而不是构造新元素，然后填充它，然后将其复制到地图中，然后将其销毁。 （至少这是计划。）

但是当我为 Release 构建编译它并检查汇编代码时，我可以看到带有 map.insert() 函数的 C++ 行调用了 ELEMENT1 构造函数两次！然后是其析构函数的两倍。因此，以下机器代码仅适用于 map.insert() 行：

所以我显然没有在这里看到任何东西。

有人可以建议编译后的代码中发生了什么以及是否可以对其进行优化？

Answer 1

您有 2 个构造函数调用的原因是您传递给 insert 的内容与它需要的不匹配。 std::map::insert 需要 const value_type& 和 value_type 的地图是

std::pair<const key_type, element_type>
          ^^^^^ this is important

因此，由于它们不匹配，因此您在使用时构造了一个元素

std::pair<std::wstring, ELEMENT1>(strKey, element)

然后编译器调用复制构造函数将其转换为

std::pair<const std::wstring, ELEMENT1>

快速解决方法是将代码更改为

std::pair<const std::wstring, ELEMENT1>(strKey, element)

这给你留下了一个临时的，它是被构造和破坏的。您也可以按照zett42 在their answer 中的建议进行操作，以完全避免创建临时文件。

Answer 2

resIns = map.insert(std::pair<std::wstring, ELEMENT1>(strKey, element));

您正在构建一个临时的std::pair，其成员second 是ELEMENT1。这会导致调用ELEMENT1 的复制构造函数。

第二次调用ELEMENT1 的复制构造函数是std::map::insert() 在映射中创建一个新元素，该元素将由临时std::pair 初始化。

您可以通过使用std::map::operator[] 来避免临时导致的重复构造函数调用：

ELEMENT1& resIns = map[ strKey ];

fill_in_data( resIns );

如果strKey 不存在于地图中，ELEMENT1 将直接在地图中默认构造，并返回对新对象的引用。构造函数只会被调用一次。

如果地图中已经存在strKey，则将返回对现有对象的引用。

Answer 3

您应该使用 emplace 来避免在临时对象上创建：

resIns = map.emplace
(
    ::std::piecewise_construct
,   ::std::forward_as_tuple(strKey)
,   ::std::forward_as_tuple()
);

切换到更新的 VS 版本的好理由。