避免在没有原始指针的情况下复制映射的键

Question

每次在键为 std::string 的 std::map 中插入一对时，它都会生成两个副本。您可以避免使用原始指针，但它是异常不安全的。有没有办法使用智能指针而不是原始指针？

示例代码：

// To compile: g++ -std=c++0x exmaple.cpp -o example 

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <memory>

class StringSquealer: public std::string
{
  public:
    StringSquealer(const std::string s) : std::string(s) {}
    StringSquealer(const StringSquealer&) 
    { 
      std::cout << "COPY-CONSTRUCTOR" << std::endl; 
    }
};

int main()
{
  // Inefficient
  std::map<StringSquealer,int> m1;
  m1[StringSquealer("key")] = 1;
  std::cout << "---" << std::endl;

  // Exception-unsafe
  std::map<StringSquealer*,int> m2;
  m2[new StringSquealer("key")] = 1;

  //Ideal??
  std::map<std::unique_ptr<StringSquealer>,int> m3;
  std::unique_ptr<StringSquealer> s(new StringSquealer("key"));
  //!m3[std::move(s)] = 1;  // No compile
}

输出：

COPY-CONSTRUCTOR
COPY-CONSTRUCTOR
---

Answer 1

这是低效的，因为你的类写错了。 C++0x 提供右值引用 - 您刚刚编写了类，因此它无法利用它们。

class StringSquealer: public std::string
{
  public:
    StringSquealer(std::string&& s) : std::string(std::move(s)) {}
    StringSquealer(const std::string& s) : std::string(s) {}
    StringSquealer(const StringSquealer& s)
        : std::string(s) 
    { 
      std::cout << "COPY-CONSTRUCTOR" << std::endl; 
    }
    StringSquealer(StringSquealer&& s)
        : std::string(std::move(s)) 
    {
        std::cout << "MOVE-CONSTRUCTOR" << std::endl;
    }
};

并将 unique_ptr 作为键？那是不可能的。您永远无法取回相同的 unique_ptr - 即使您以某种方式获得相同的指针并从中构造一个 unique_ptr，您也会删除该指针比较完成后立即按键。

Answer 2

在我详细介绍之前，请确保不要进行任何类型的优化，除非您确定制作副本的成本太大以至于您需要解决它。使用字符串作为键很好而且直观，但避免它所需的代码有点麻烦。

使用 unique_ptr 作为映射中的键确实可以工作，但我真的不认为这是一个好主意。这意味着为了查询映射中的键，您必须将用作键的字符串存储为 unique_ptr。这意味着除非您将所有字符串存储为 unique_ptrs，否则您需要为要查找的每个字符串创建一个副本。由于插入往往比查找少见得多，因此这似乎以牺牲常见情况为代价来优化不常见情况。我强烈劝阻你不要这样做。

如果您确实想摆脱不必要的复制，您可能需要考虑选择执行写入时复制的字符串实现。这样，制作字符串副本的成本为 O(1)，并且在插入期间制作的两个副本将很便宜。这可能需要您在其他地方使用此字符串实现，并且必须小心多线程问题，但如果您愿意，它可以工作。

Answer 3

这里有几个错误：

• 您不应该从 std::string 派生类
• 您不应该使用 unique_ptr 作为映射中的键

您可以使用shared_ptr 作为键，然后您需要一个比较类来比较共享指针。

但是，您最好只使用 std::string 作为键，除非它们是非常长的字符串，以至于复制它们的成本很高。

顺便说一句，复制中最昂贵的部分可能是分配而不是复制本身。为此，您可以考虑将 basic_string 与自定义分配器一起使用。