利用C++實現(xiàn)一個線程安全的map

更新時間：2023年05月07日 14:24:32 作者：二次元攻城獅

這篇文章主要為大家詳細介紹了如何利用C++實現(xiàn)一個線程安全的map（使用ChatCPT生成），代碼是通過兩輪對話完善的，感興趣的小伙伴可以了解一下

第一輪對話

請求

c++11實現(xiàn)一個線程安全的map，使用方法與std::map保持一致，實現(xiàn)[]運算符

回復

以下是一個簡單的線程安全的map實現(xiàn)，可以使用[]運算符來訪問和修改map中的元素：（代碼省略，后面一起給出）

該實現(xiàn)使用std::map作為底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并使用std::mutex保證線程安全。在[]運算符中，使用std::lock_guard<std::mutex>來自動加鎖和解鎖。其他方法也都加了鎖來保證線程安全。

（代碼省略，后面一起給出）

第二輪對話

請求

實現(xiàn){}初始化，可以獲取所有key

回復

為了實現(xiàn){}初始化并獲取所有key，我們需要對ThreadSafeMap進行一些修改和擴展。具體來說，我們需要在構(gòu)造函數(shù)中接受一個std::initializer_list參數(shù)，并使用它來初始化map中的元素。同時，我們需要添加一個keys方法，它返回一個包含所有key的std::vector。以下是修改后的ThreadSafeMap實現(xiàn)：

在構(gòu)造函數(shù)中，我們使用std::initializer_list來接受{}初始化列表，并使用for循環(huán)將其轉(zhuǎn)換為map中的元素。在keys方法中，我們遍歷所有元素，并將其key添加到std::vector中返回。

（代碼省略，后面一起給出）

完整代碼

ThreadSafeMap.h代碼如下：

#include <map>
#include <mutex>
#include <vector>
#include <initializer_list>

template<typename K, typename V>
class ThreadSafeMap {
public:
    ThreadSafeMap() {}

    ThreadSafeMap(std::initializer_list<std::pair<K, V>> init_list) {
        for (auto& pair : init_list) {
            map_[pair.first] = pair.second;
        }
    }

    V& operator[](const K& key) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        return map_[key];
    }

    bool insert(const K& key, const V& value) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        auto result = map_.insert(std::make_pair(key, value));
        return result.second;
    }

    bool erase(const K& key) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        return map_.erase(key);
    }

    bool contains(const K& key) const {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        return map_.find(key) != map_.end();
    }

    size_t size() const {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        return map_.size();
    }

    std::vector<K> keys() const {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        std::vector<K> result;
        for (auto& pair : map_) {
            result.push_back(pair.first);
        }
        return result;
    }

private:
    std::map<K, V> map_;
    mutable std::mutex mutex_;
};

示例用法：

ThreadSafeMap<int, std::string> map{{1, "one"}, {2, "two"}, {3, "three"}};

// 使用[]運算符來訪問和修改map中的元素
map[1] = "ONE";
map[4] = "four";
std::cout << map[1] << std::endl; // 輸出 "ONE"

// 使用insert方法插入新元素
map.insert(5, "five");

// 使用erase方法刪除元素
map.erase(2);

// 使用contains方法判斷是否包含某個元素
if (map.contains(1)) {
    std::cout << "Map contains key 1" << std::endl;
}

// 使用size方法獲取元素個數(shù)
std::cout << "Map size: " << map.size() << std::endl;

// 使用keys方法獲取所有key
auto keys = map.keys();
for (auto& key : keys) {
    std::cout << key << std::endl;
}

輸出結(jié)果為：