C++ map.insert 传参类型不同，构造/析构次数不同

1. 传参方式

使用 insert 为 map 插值时，insert 的传参包含以下几种可能：

• make_pair 生成对象
• pair(key_type, value_type) 生成对象
• pair(const key_type, value_type) 生成对象
• map<key_type, value_type>::value_type 生成对象

不同的传参，导致不同次数的构造 / 析构函数调用。

2. 测试代码与结果

/*
在 map 中不同的 insert 传参类型，导致的不同次数的构造/析构函数调用。
*/

#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <string>

using namespace std;

class Data
{
public:
    Data(void)
    {
        cout << "Constructor" << endl;
    }

    Data(const Data& other)
    {
        cout << "Copy Constructor" << endl;
    }

    Data& operator=(const Data& other)
    {
        cout << "Assignment operator" << endl;
        return *this;
    }

    ~Data(void)
    {
        cout << "Destructor" << endl;
    }
};

class Tracker
{
public:
    Tracker(string name)
    {
        _name = name;
        cout << "### Testing " << name << endl;
    }

    ~Tracker(void)
    {
        cout << "### Done" << endl << endl;
    }

private:
    string _name;
};

int main () {
    {
        Tracker tracker("insert data using make_pair");
        map<int, Data> c;
        Data d = Data();
        cout << "---- Begin ---- " << endl;
        c.insert(make_pair(1, d));
        cout << "----- End -----" << endl;
    }

    {
        Tracker tracker("insert data using pair<key_type, value_type>");
        map<int, Data> c;
        Data d = Data();
        cout << "---- Begin ---- " << endl;
        c.insert(pair<int, Data>(1, d));
        cout << "----- End -----" << endl;
    }

    {
        Tracker tracker("insert data using pair<const key_type, value_type>");
        map<int, Data> c;
        Data d = Data();
        cout << "---- Begin ---- " << endl;
        c.insert(pair<const int, Data>(1, d));
        cout << "----- End -----" << endl;
    }

    {
        Tracker tracker("insert data using map<key_type, value_type>::value_type");
        map<int, Data> c;
        Data d = Data();
        cout << "---- Begin ---- " << endl;
        c.insert(map<int, Data>::value_type(1, d));
        cout << "----- End -----" << endl;
    }

    return 0;
}

3. 调用流程分析

3.1 value_type 2 次 Copy Constructor 产生 1 个临时变量

分解后的 value_type 调用细节对比图

1. 构造 value_type 的临时变量，一次 Copy Constructor
2. insert value_type 类型的参数，一次 Copy Constructor
3. 析构 value_type 的临时变量，一次 Destructor

3.2 pair(const key_type, value_type) 与 value_type 过程相同

原因：value_type 的定义是： pair<const key_type,mapped_type> 

参见：http://www.cplusplus.com/reference/map/map/

3.3 pair(key_type, value_type)  3 次 Copy Constructor 产生 2 个临时变量

根据下图的流程拆解可以看出，非 const 的 key_type 导致 insert 过程增加了一次 Copy Constructor

3.4 make_pair 4 次 Copy Constructor 产生 3 个临时变量

新增的一次 Copy Constructor 来自于 make_pair 过程。

make_pair 的过程是：Constructs a pair object with its first element set to x and its second element set to y.

伪代码如下：

template <class T1,class T2>
  pair<T1,T2> make_pair (T1 x, T2 y)
  {
    return ( pair<T1,T2>(x,y) );
  }

参见：http://www.cplusplus.com/reference/utility/make_pair/?kw=make_pair

make_pair 时的 key 使用 const 变量，并未能减少 insert 阶段的一次 Copy Constructor

const int k = 1;
c.insert(make_pair(k, d));

4. 结果分析

1. insert 时，如果 key_type 不是 const 类型， 则增加一次 Copy Constructor
2. make_pair 无法产生 const key_type 的 pair，导致 insert 增加一次 Copy Constructor
3. map<key, value>::value_type 的 key 是 const 类型，使用简单，性能好。