C++ 中的嵌套 unordered_map / hash_map 更新

Question

我是 C++ 新手，对 unordered_map（或 hash_map）有以下问题：

#include <unordered_map>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    unordered_map<int,int> h1;
    int temp1=0;
    h1.insert(pair<int,int>(0,temp1));
    unordered_map<int, unordered_map<int,int>> h2;
    h2.insert(pair<int, unordered_map<int,int>>(1,h1));
    unordered_map<int, unordered_map<int,int>>::iterator h2_itor=h2.find(1);
    h2_itor->second.find(0)->second++;

    unordered_map<int, unordered_map<int,int>> h3;
    for(int i=0;i<100;i++)
    {
        int first=rand()%10;
        int second=rand()%10;

        unordered_map<int, unordered_map<int,int>>::iterator h3_itor=h3.find(first);
        if(h3_itor!=h3.end())
        {
            unordered_map<int,int> submap=h3_itor->second;
            unordered_map<int,int>::iterator submap_itor=submap.find(second);
            if(submap_itor!=submap.end())
                submap_itor->second++;
            else
                submap.insert(pair<int,int>(second, 1));
        }
        else
        {
            unordered_map<int,int> submap;
            submap.insert(pair<int,int>(second,1));
            h3.insert(pair<int, unordered_map<int,int>>(first,submap));
        }
    }

    return 0;
}

输出很奇怪。对于 h1 和 h2 似乎有效，这意味着 h1 中键为 0 的值已更新（递增 1）。虽然这看起来微不足道，但对于 h3，我随机插入一些“对”（第一，第二）并使用哈希图进行计数，但计数似乎无法更新。比如可能是这样的：

insert 1 -> 7 -> 1 
 ... 
now update 1 -> 7 -> 1 to 1 -> 7 -> 2 using my code
fetch: h3.find(1)->second.find(7)->second : it's still 1 but not 2!

表示更新值不成功。我知道在 Java 中这永远不会发生。那么这个问题出在哪里呢？

Answer 1

问题出在这里：

unordered_map<int,int> submap = h3_itor->second;

这会导致整个子图被复制到新的本地submap 对象中。当它在离开作用域时被销毁时，你对它所做的所有修改都会丢失。

相反，您可以使用对要修改的实际 hashmap 元素的引用：

unordered_map<int,int> &submap = h3_itor->second;

这个& 应该可以解决所有问题。

Answer 2

这是代码第二部分的重构版本（我认为）。我还生成了一个一致的测试数据集，这样我们就可以在每次运行时重现行为（随机性是测试的禁忌）。

这是代码。有什么问题？

#include <unordered_map>
#include <iostream>

using i2i = std::unordered_map<int, int>;
using map_i_to_i2i = std::unordered_map<int, i2i>;

void test_insert(map_i_to_i2i& outer, int v1, int v2)
{
    auto iouter = outer.find(v1);
    if (iouter == outer.end()) {
        std::cout << "case c) [" << v1 << "] = [" << v2 << "] = 1\n";
        outer[v1][v2] = 1;
    }
    else {
        auto& inner = iouter->second;
        auto iinner = inner.find(v2);
        if (iinner == inner.end())
        {
            std::cout << "case b) [" << v1 << "][" << v2 << "] = 1\n";
            inner.emplace_hint(iinner, v2, 1);
        }
        else {
            std::cout << "case c) [" << v1 << "][" << v2 << "] += 1\n";
            iinner->second += 1;
        }
    }
}

int main()
{
    map_i_to_i2i h3;
    for (int passes = 0 ; passes < 3 ; ++passes)
    {
        for (int x = 0 ; x < 2 ; ++x) {
            for (int y = 0 ; y < 2 ; ++y) {
                test_insert(h3, x, y);
            }
        }
    }
    return 0;
}

Answer 3

不是一个真正的答案，只是一个 FYI：如果这不仅仅是一个使用迭代器的练习，还有一个更简单的方法来做到这一点：

unordered_map<int, unordered_map<int,int>> h3
h3[0][0] = 1;

for (int i=0; i<100; i++ ) {
    int first=rand()%10;
    int second=rand()%10;
    h3[first][second]++;
}

这是可行的，因为如果缺少值，unordered_map::operator[] 将默认构造并插入它。对于 map，这是一个空 map，对于 int，这是零。

如果你想要另一个默认值，你可以使用unordered_map::emplace，例如：

unordered_map<int, unordered_map<int,int>> h3
h3[0][0] = 2;

for (int i=0; i<100; i++ ) {
    int x=rand()%10;
    int y=rand()%10;
    int& val = h3[x].emplace(y, 1).first->second;
    val *= 2;
}

是的，这有点令人困惑：emplace 如果缺少键，则插入指定的值（如果已存在则不覆盖），并返回 std::pair<iterator, bool>。

这里，bool 告诉你你的值是否被插入，迭代器本身是std::pair<key,val>* 的包装器，因此.first->second 用于获取值。

除了更短/更易读之外，这两种方法也更有效。在您的代码中，如果该值不存在，您会进行两次查找，但以上两者都只进行一次查找。