你什么时候使用 std::unordered_map::emplace_hint？

Question

我知道如何使用std::unordered_map::emplace，但是如何使用emplace_hint？ cplusplus 和 cppreference 都没有提供一组示例来说明我们如何知道将元素放在哪里。

谁能提供一些关于这方面的信息或给出一些示例/说明我们何时可能知道放置的元素应该去哪里？

Answer 1

unordered_map 可能对提示有什么作用？好吧，如果迭代器使用与 emplace_hint 被要求插入的元素相同的键来寻址元素，那么它可能会很快失败 - 只是一个键比较，没有任何散列或在任何散列冲突元素列表中摸索桶。但是，如果键不匹配，则提示在其他方面是无用的，因为任何其他键 - 无论值多么“接近” - 应该（概率上）位于完全不相关的存储桶中（考虑到通常被认为是“好”的散列函数)，所以时间会浪费在关键比较上，只能像普通的emplace一样重新开始。

当您插入预先按键排序的元素时，这可能很有用，旨在删除过程中的大量重复项，但是键太大了，将迭代器保留到刚刚插入的元素比密钥的副本，或者哈希函数可能特别慢。

unordered_map::emplace_hint 的另一个好处是与 map::emplace_hint 更好的 API 兼容性，因此代码可以切换容器类型并让 emplace_hints 不会中断编译，尽管它们最终可能比代码切换到更慢emplace() 作为对 map 有帮助的关闭但不同的键提示可能对 unordered_map 无用。

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只需获取 GCC 10.2 g++ -E 的输出，看看它是否执行上述操作。 emplace_hint 调用_M_insert_multi_node(...) 其中有这行：

__node_base* __prev = __builtin_expect(__hint != nullptr, false)
                      && this->_M_equals(__k, __code, __hint)
                      ? __hint
                      : _M_find_before_node(__bkt, __k, __code);

上面，__k是可以插入的key，__code是哈希码，__hint是提示迭代器/指针； _M_equals(...) 返回：

return _Equal_hash_code<__node_type>::_S_equals(__c, *__n) &&
       _M_eq()(__k, this->_M_extract()(__n->_M_v()));

因此，在使用提示迭代器。这是它使用提示的唯一情况。想象一下，在逻辑上，存储桶有一些碰撞元素与键 K1、K2、K3、K4 链接在一起，并且您的提示迭代器指向 K4，但您尝试使用 K2 插入重复项：因为迭代器仅向前 em>，您必须使用_M_find_before_node(...) 才能比提示指向的更早到达链中的碰撞元素。在_M_find_before_node(...) 之后，您可以从 K1 向前扫描，以查看要插入的键 - K2 - 是否已经存在于在桶中碰撞的元素中。

（当已知键比较很便宜时，可以通过跳过哈希比较来改进实现，但是使用类型特征来正确处理该条件会有点痛苦 - 你怎么知道哪些键相等函数很便宜? 对于小型、标准布局、可简单复制的类型或类似类型，至少可以假设无序容器使用默认的std::equals<> 比较来实例化......）。