剖析STL map运算符重载[]——已经删除的元素是从哪里多出来的？

1、怪异的现象

一次偶然的误用，竟然发现map中删除的元素，在后面又出现在了map中，如下代码所示

	map<int, A*> containers;
    A* a1 = new A();
    A* a2 = new A(2);
    A* a3 = new A(3);

    containers.insert(pair<int, A*>(1,a1));
    containers.insert(pair<int, A*>(2,a2));
    containers.insert(pair<int, A*>(3,a3));

    cout << "containers.size()=" << containers.size() << endl;

    // remove 2 from map
    containers.erase(2);
    cout << "---------------------------After erase--------------------------" << endl;
    cout << "containers.size()=" << containers.size() << endl;
    for (auto& m : containers) {
        cout << m.first << ":" << m.second->getB() << endl;
    }

    delete a1;
    a1 = nullptr;
    delete a2;
    a2 = nullptr;
    delete a3;
    a3 = nullptr;

    // []重载
    if (containers[2] == nullptr) {
        cout << "containers[2] is null" << endl;
    } else {
        cout << "containers[2] not null" << endl;
    }
	
	cout << "---------------------------After if--------------------------" << endl;
    cout << "containers.size()=" << containers.size() << endl;

功能很简单，就是从map中删除key为2的元素，释放完资源后判断了一下key为2的元素是否为nullptr，结果神奇的现象出现了，就是这里的判断导致map的大小又回到了删除前的大小。

看到这里 ，你是不是也一脸问号，明明删除了一个元素之后，map的大小为何又增加了？

2、错误使用map []运算符

还记得上面代码最后的if判断吗，罪魁祸首就是这个判断

这里本意是使用key去看map中对应的value值是否为空，结果却重新在map中添加了一个元素。这个地方当时和同事排查了两三天，gdb一步步调试，看到gdb显示的map大小从2变为3的时候，我们都懵了。压根没想到是map []运算符的问题，在错误的方向上找了很久…最后还是同事调试的时候跟进去了map的源码中，终于发现了罪魁祸首！！！下面的内容截自stl_map.h：

map中保存的value是指针类型，默认初始值是nullptr，就导致if判断中又把删除的元素加进去了。

注意！！！这里如果要判断key为某个值的元素是否存在，一定不能在删除之后使用[],可以使用count(key)去判断
改为下面的判断就没有问题了

	if (containers.count(2) > 0) {
        cout << "containers[2] exist" << endl;
    } else {
        cout << "containers[2] not exist" << endl;
    }

3、总结

C++的STL很强大，需要注意的细节也有很多，就像这次不了解map的[]运算符会重新生成一个元素，导致走了很多冤枉路。特别在此记录，分享给更多的人，少踩坑！

4、附录-测试代码

A.h

#ifndef A_H
#define A_H

class A{
public:
    A();
    A(int _x);
    int getB();

private:
    int b{-1};
};


#endif //A_H

A.cpp

#include "A.h"

A::A() {

}

A::A(int _x) {
    b = _x;
}

int A::getB() {
    return b;
}

main.cpp

#include 
#include 
#include "A.h"

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    map<int, A*> containers;
    A* a1 = new A();
    A* a2 = new A(2);
    A* a3 = new A(3);

    containers.insert(pair<int, A*>(1,a1));
    containers.insert(pair<int, A*>(2,a2));
    containers.insert(pair<int, A*>(3,a3));

    cout << "containers.size()=" << containers.size() << endl;

    // remove 2 from map
    containers.erase(2);
    cout << "---------------------------After erase--------------------------" << endl;
    cout << "containers.size()=" << containers.size() << endl;
    for (auto& m : containers) {
        cout << m.first << ":" << m.second->getB() << endl;
    }

    delete a1;
    a1 = nullptr;
    delete a2;
    a2 = nullptr;
    delete a3;
    a3 = nullptr;

//    []重载会生成不存在的key-value,在删除之后不能使用这种方式判断
//    if (containers[2] == nullptr) {
//        cout << "containers[2] is null" << endl;
//    } else {
//        cout << "containers[2] not null" << endl;
//    }

    // count判断是否存在，ok
    if (containers.count(2) > 0) {
        cout << "containers[2] exist" << endl;
    } else {
        cout << "containers[2] not exist" << endl;
    }

    cout << "---------------------------After if--------------------------" << endl;
    cout << "containers.size()=" << containers.size() << endl;
    return 0;
}