std::unordered_map行为特性及使用配置相关问题咨询

问题1：已存在相同键时插入新元素，是否一定会覆盖旧元素？ #

答案是否，具体行为取决于你调用的插入方法：

• 调用insert()、emplace()这类方法时，不会覆盖已有元素：如果键已存在，插入操作直接失败，返回值会告知你插入结果，原有元素的值不会发生任何修改。
• 调用[]运算符赋值、insert_or_assign()方法时，会强制覆盖已有元素：不管旧值和新值是否相同，只要键存在，就会直接用新值替换旧值，键不存在的话就新增元素。

问题2：能否让std::unordered_map支持同键存储多个元素？ #

不需要修改std::unordered_map的默认行为，标准库已经提供了对应的实现方案：

• 直接使用std::unordered_multimap即可，它的底层实现和std::unordered_map一致，唯一区别就是允许存储多个相同键的元素，天然满足同键多值的需求。
• 如果你只想用std::unordered_map实现，也可以把值的类型声明为容器，比如std::unordered_map<KeyType, std::vector<ValueType>>，每次插入对应键的元素时，往值对应的vector里追加数据即可。

问题3：插入元素时每次扩容1个单位，和哈希表2倍扩容的逻辑不符是什么原因？ #

你观察到的“每次加1”是容器存储的元素数量（即size()返回值），不是哈希表的桶（bucket）数量：

• std::unordered_map的扩容指的是桶数量的增加，只有当元素数量达到桶数 * 负载因子（默认负载因子是1.0）的阈值时才会触发，绝大多数标准库实现都会按2倍或者质数序列扩容桶数，保证均摊O(1)的插入复杂度。
• 单个元素插入只会让元素计数加1，不会每次都触发桶扩容，你混淆了元素计数和桶计数两个不同的指标。

问题4：如何给空的std::unordered_map设置初始大小，避免多次扩容开销？ #

可以通过两种方式实现：

1. 构造容器时直接传入初始桶数：std::unordered_map<KeyType, ValueType> umap(1024);，提前分配足够的桶空间。
2. 调用reserve()方法：如果提前预知要存储1000个元素，直接执行umap.reserve(1000);即可，容器会自动计算需要的桶数，提前分配空间，保证后续插入1000个元素的过程中不会触发扩容和重哈希操作。
   reserve()是更推荐的写法，不需要你自己根据负载因子计算需要的桶数，接口更易用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Algo