std::map中不复制值的emplace

Question

C++11中的std::map<K,V>类型有一个emplace函数，许多其他容器也有这个函数。

std::map<int,std::string> m;

std::string val {"hello"};

m.emplace(1, val);

这段代码的效果与广告宣传一致，可以直接放置std::pair<K,V>，但它会导致复制key和val。

能否像将参数移动到emplace调用中一样，直接将值类型放入映射中？我们能否做得更好？

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这里是一个更详细的示例：

struct Foo
{
   Foo(double d, string s) {}
   Foo(const Foo&) = delete;
   Foo(Foo&&) = delete;
}

map<int,Foo> m;
m.emplace(1, 2.3, string("hello")); // invalid

- Drew Noakes

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你的意思是需要一个“额外的”副本吗？val是左值，所以在某个时刻必须进行复制。 - juanchopanza

@juanchopanza，假设该值是一些更复杂的类型，并且它既不能被复制也不能被移动（因此当然不能作为左值引入，也不能移动/转换为右值引用）。我想直接将该值的构造函数参数提供给某种“emplace”函数，以便使用完美转发和（可能）在映射中使用放置new实例化。 - Drew Noakes

我在YouTube上又找到了它：https://www.youtube.com/watch?v=smqT9Io_bKo#t=46m00s - JorenHeit

重要提示！ - Lightness Races in Orbit

但是你的第二个例子相当奇怪。无论复制或移动构造函数是否可用，它都没有机会成功运行。emplace的参数被转发到std::pair的构造函数中。而这个map中的std::pair没有接受(1, 2.3, string("hello"))的构造函数。所以，代码在任何情况下都是无效的。你的emplace调用应该像这样：m.emplace(1, Foo { 2.3, std::string("hello") });。这确实能正确说明问题。 - AnT stands with Russia

Answer 1

你传递给map::emplace的参数将被转发到map::value_type的构造函数中，它是pair<const Key, Value>。因此，您可以使用std::pair的piecewise construction constructor来避免中间的复制和移动。

std::map<int, Foo> m;

m.emplace(std::piecewise_construct,
          std::forward_as_tuple(1),
          std::forward_as_tuple(2.3, "hello"));

演示链接

- Praetorian

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这很丑陋，但你得接受现实 :) - buer

只是补充一下，为了编译这个程序，你应该添加 #include <tuple>。 - SubMachine

Answer 2

在C++17中，可以更轻松地使用try_emplace方法实现此目的。

map<int,Foo> m;
m.try_emplace(1, 2.3, "hello");

这个标准库的新补充已经在N4279文件中介绍，目前应该已经被Visual Studio 2015、GCC 6.1、LLVM 3.7 (libc++ 库)支持。

- James Holderness

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是的，try_emplace() 确实是最佳解决方案。特别是 emplace() 总是在堆上构造一个键值对。所以，如果键实际上已在表中找到，emplace() 将再次删除刚刚新构造的键值对。相反，try_emplace() 以预期的顺序执行所有操作：检查键是否存在，如果存在，则返回指向该键值对的迭代器。如果不存在，则插入新的键和值到容器中。 - Kai Petzke

如果必须在原地构造键，并且您知道它尚未存在于映射中，则简单的.emplace()是唯一的选择，而且没有任何缺点。 - Deduplicator