一、前言

在 C++ STL 中，insert() 是一个非常常见的成员函数，主要用于向容器中插入元素。不同容器中的 insert() 用法不完全相同，例如 vector 可以在指定位置插入元素，string 可以在指定下标插入字符串，set 和 map 则会按照自身规则插入数据。

本文将从最常见的 vector::insert() 入手，再扩展到 string、set、map 等常见容器，帮助大家系统掌握 C++ 中 insert() 的使用方法。

参考资料中提到，vector 容器提供了 insert() 和 emplace() 两个成员函数，二者都可以在指定位置插入元素，但 emplace() 是 C++11 新增的函数，通常可以直接在容器内部构造对象。(C语言中文网)

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二、insert() 是什么？

insert() 的英文含义是“插入”。

在 C++ STL 中，insert() 通常是容器的成员函数，用来向容器中添加一个或多个元素。

常见支持 insert() 的容器有：

vector
string
list
deque
set
map
unordered_set
unordered_map

虽然它们都叫 insert()，但由于容器底层结构不同，具体用法和返回值也有所区别。

例如：

vector<int> v;
v.insert(v.begin(), 10);

这行代码表示：在 vector 的开头位置插入一个整数 10。

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三、vector 中 insert() 的基本用法

vector 是最常见的顺序容器之一。它的特点是元素连续存储，可以通过下标快速访问。

在 vector 中，insert() 的作用是：

在指定迭代器位置之前插入元素。

注意，是“之前”，不是“之后”。

例如：

v.insert(v.begin() + 1, 100);

表示在下标为 1 的元素前面插入 100。

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四、vector::insert() 的几种常见形式

1. 插入单个元素

语法：

iterator insert(iterator pos, const T& value);

含义：

在 pos 指向的位置之前插入一个元素 value。

示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v = {1, 2, 3, 4};

    v.insert(v.begin() + 2, 100);

    for (int x : v) {
        cout << x << " ";
    }

    return 0;
}

运行结果：

1 2 100 3 4

代码分析：

原数组为：

1 2 3 4

v.begin() + 2 指向元素 3，所以 100 会被插入到 3 的前面。

最终结果为：

1 2 100 3 4

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2. 插入多个相同元素

语法：

iterator insert(iterator pos, int count, const T& value);

含义：

在 pos 位置之前插入 count 个相同的 value。

示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v = {1, 2, 3};

    v.insert(v.begin() + 1, 3, 9);

    for (int x : v) {
        cout << x << " ";
    }

    return 0;
}

运行结果：

1 9 9 9 2 3

代码分析：

v.begin() + 1 指向元素 2。

所以代码会在 2 前面插入三个 9。

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3. 插入另一个容器的一段元素

语法：

iterator insert(iterator pos, first, last);

含义：

将 [first, last) 范围内的元素插入到 pos 位置之前。

这里的 [first, last) 是左闭右开区间，也就是说包含 first，不包含 last。

示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v1 = {1, 2, 3};
    vector<int> v2 = {10, 20, 30};

    v1.insert(v1.end(), v2.begin(), v2.end());

    for (int x : v1) {
        cout << x << " ";
    }

    return 0;
}

运行结果：

1 2 3 10 20 30

代码分析：

v1.end() 表示 v1 的末尾位置。

所以这段代码相当于把 v2 中的所有元素插入到 v1 的末尾。

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4. 使用初始化列表插入多个元素

语法：

iterator insert(iterator pos, initializer_list<T> list);

示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v = {1, 2, 3};

    v.insert(v.begin() + 1, {100, 200, 300});

    for (int x : v) {
        cout << x << " ";
    }

    return 0;
}

运行结果：

1 100 200 300 2 3

代码分析：

这段代码在元素 2 的前面插入了：

100 200 300

所以最终结果为：

1 100 200 300 2 3

vector::insert() 支持插入单个元素、多个相同元素、迭代器区间以及初始化列表等形式。cppreference 对 vector::insert() 的说明中也列出了这些常见重载形式，包括插入单个值、插入多个副本、插入 [first, last) 范围内的元素等。(CPP参考)

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五、vector::insert() 完整示例

下面用一个完整程序演示 vector 中 insert() 的多种用法。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <array>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v = {1, 2};

    // 1. 插入单个元素
    v.insert(v.begin() + 1, 3);

    // 2. 插入多个相同元素
    v.insert(v.end(), 2, 5);

    // 3. 插入另一个容器中的一段元素
    array<int, 3> arr = {7, 8, 9};
    v.insert(v.end(), arr.begin(), arr.end());

    // 4. 使用初始化列表插入元素
    v.insert(v.end(), {10, 11});

    for (int x : v) {
        cout << x << " ";
    }

    return 0;
}

运行结果：

1 3 2 5 5 7 8 9 10 11

这段代码依次完成了：

原始数据：1 2
插入 3：1 3 2
插入两个 5：1 3 2 5 5
插入 array：1 3 2 5 5 7 8 9
插入初始化列表：1 3 2 5 5 7 8 9 10 11

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六、insert() 的返回值

vector::insert() 通常会返回一个迭代器，这个迭代器指向新插入的第一个元素。

示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v = {1, 2, 3};

    auto it = v.insert(v.begin() + 1, 100);

    cout << "新插入的元素是：" << *it << endl;

    return 0;
}

运行结果：

新插入的元素是：100

这个返回值在实际开发中非常有用，因为它可以帮助我们继续操作刚刚插入的元素。

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七、insert() 和 push_back() 的区别

很多初学者容易把 insert() 和 push_back() 混淆。

它们的区别如下：

函数	作用	插入位置
push_back()	在容器末尾添加一个元素	只能在末尾
insert()	在指定位置插入元素	可以在任意位置

示例：

vector<int> v = {1, 2, 3};

v.push_back(4);

结果：

1 2 3 4

而：

v.insert(v.begin(), 0);

结果：

0 1 2 3 4

所以可以简单理解为：

push_back() 只能往最后插。

insert() 可以往指定位置插。

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八、insert() 和 emplace() 的区别

在 C++11 之后，vector 中还提供了 emplace() 函数。

insert() 和 emplace() 都可以在指定位置插入元素，但是它们的实现思想不同。

insert() 通常是先创建对象，再把对象拷贝或移动到容器中。

emplace() 则是在容器指定位置直接构造对象。

示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Student {
public:
    Student(string name, int age) {
        cout << "调用构造函数" << endl;
        this->name = name;
        this->age = age;
    }

    Student(const Student& s) {
        cout << "调用拷贝构造函数" << endl;
        this->name = s.name;
        this->age = s.age;
    }

private:
    string name;
    int age;
};

int main() {
    vector<Student> v;

    cout << "使用 insert：" << endl;
    v.insert(v.begin(), Student("张三", 18));

    cout << "使用 emplace：" << endl;
    v.emplace(v.begin(), "李四", 20);

    return 0;
}

通常情况下，emplace() 可以减少临时对象的创建，在插入自定义对象时更有优势。参考页中也指出，emplace() 会在容器指定位置直接构造元素，而不是先生成对象再复制或移动到容器中。(C语言中文网)

不过对于 int、char 这类简单类型，insert() 和 emplace() 的性能差距通常并不明显。

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九、string 中 insert() 的用法

string 也提供了 insert() 函数，可以在指定位置插入字符或字符串。

1. 在指定下标插入字符串

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "Hello World";

    s.insert(5, " C++");

    cout << s << endl;

    return 0;
}

运行结果：

Hello C++ World

代码分析：

原字符串：

Hello World

下标 5 的位置在 Hello 后面。

插入 " C++" 后，结果变成：

Hello C++ World

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2. 插入多个相同字符

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abc";

    s.insert(1, 3, 'x');

    cout << s << endl;

    return 0;
}

运行结果：

axxxbc

代码分析：

在下标 1 的位置，也就是字符 b 前面，插入三个 'x'。

所以结果为：

a x x x b c

std::string::insert() 支持在指定下标位置插入字符、字符串或一段字符区间，cppreference 中也将其描述为向字符串中插入字符的成员函数。(CPP参考)

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十、set 中 insert() 的用法

set 是集合容器，它有两个重要特点：

1. 元素自动排序。

2. 元素不能重复。

所以 set::insert() 插入元素时，如果元素已经存在，就不会重复插入。

示例代码：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

int main() {
    set<int> s;

    s.insert(3);
    s.insert(1);
    s.insert(2);
    s.insert(2);

    for (int x : s) {
        cout << x << " ";
    }

    return 0;
}

运行结果：

1 2 3

代码分析：

虽然代码中插入了两次 2，但 set 不允许重复元素，所以最终只保留一个 2。

std::set::insert() 的作用是向集合中插入元素，如果集合中已经存在等价元素，则不会重复插入。(CPP参考)

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十一、map 中 insert() 的用法

map 是键值对容器，存储的是：

key-value

也就是：

键 - 值

例如：

姓名 - 分数
学号 - 姓名
编号 - 商品

map 中的 key 不能重复。

示例代码：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {
    map<string, int> score;

    score.insert({"张三", 90});
    score.insert({"李四", 85});
    score.insert({"王五", 95});

    for (auto item : score) {
        cout << item.first << " " << item.second << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果：

张三 90
李四 85
王五 95

其中：

item.first

表示 key。

item.second

表示 value。

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map 插入重复 key 的情况

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {
    map<string, int> score;

    score.insert({"张三", 90});
    score.insert({"张三", 100});

    cout << score["张三"] << endl;

    return 0;
}

运行结果：

90

代码分析：

第一次插入：

{"张三", 90}

成功。

第二次插入：

{"张三", 100}

由于 张三 这个 key 已经存在，所以 insert() 不会覆盖原来的值。

如果想覆盖原来的值，可以使用：

score["张三"] = 100;

或者使用 C++17 的：

score.insert_or_assign("张三", 100);

std::map::insert() 在插入键值对时，如果容器中已经存在等价 key，则不会插入新的元素。(CPP参考)

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十二、insert() 使用时的注意事项

1. vector 插入位置必须合法

例如：

v.insert(v.begin() + 10, 100);

如果 vector 中根本没有这么多元素，就可能导致程序出现错误。

正确做法是保证插入位置在：

[v.begin(), v.end()]

范围内。

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2. vector 中间插入效率较低

vector 的底层是连续空间。

如果在中间插入元素，后面的元素需要整体向后移动。

例如：

vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

v.insert(v.begin(), 0);

这行代码会把原来的 1 2 3 4 5 整体往后移动，再把 0 放到最前面。

所以对于 vector 来说：

尾部插入效率较高。

中间或头部插入效率较低。

如果需要频繁在中间插入元素，可以考虑使用 list。

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3. vector 插入后迭代器可能失效

vector 在插入元素时，如果容量不够，可能会重新申请一块更大的内存空间。

一旦发生扩容，原来的迭代器、指针、引用都可能失效。

错误示例：

vector<int> v = {1, 2, 3};

auto it = v.begin();

v.insert(v.begin(), 100);

cout << *it << endl;

这段代码有风险，因为插入之后 it 可能已经失效。

更安全的写法是使用 insert() 的返回值：

auto it = v.insert(v.begin(), 100);

cout << *it << endl;

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4. set 和 map 的 insert 不一定真的插入成功

对于 set 和 map 来说，由于 key 不能重复，所以插入操作可能失败。

可以通过返回值判断是否插入成功。

示例：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

int main() {
    set<int> s;

    auto result1 = s.insert(10);
    auto result2 = s.insert(10);

    cout << result1.second << endl;
    cout << result2.second << endl;

    return 0;
}

运行结果：

1
0

说明：

result.second == true

表示插入成功。

result.second == false

表示插入失败，通常是因为元素已经存在。

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十三、常见容器 insert() 对比总结

容器	insert() 作用	是否允许重复	是否自动排序
vector	在指定位置插入元素	允许	不自动排序
string	在指定位置插入字符或字符串	允许	不自动排序
list	在指定位置插入元素	允许	不自动排序
set	插入元素	不允许	自动排序
map	插入键值对	key 不允许重复	按 key 自动排序
unordered_set	插入元素	不允许	不排序
unordered_map	插入键值对	key 不允许重复	不排序

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十四、完整练习代码

下面给出一个综合案例，演示 vector、string、set、map 中 insert() 的用法。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <set>
#include <map>
using namespace std;

int main() {
    // vector 的 insert
    vector<int> v = {1, 2, 3};
    v.insert(v.begin() + 1, 100);

    cout << "vector 插入结果：";
    for (int x : v) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;

    // string 的 insert
    string str = "Hello World";
    str.insert(5, " C++");

    cout << "string 插入结果：" << str << endl;

    // set 的 insert
    set<int> s;
    s.insert(3);
    s.insert(1);
    s.insert(2);
    s.insert(2);

    cout << "set 插入结果：";
    for (int x : s) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;

    // map 的 insert
    map<string, int> score;
    score.insert({"张三", 90});
    score.insert({"李四", 85});
    score.insert({"张三", 100});

    cout << "map 插入结果：" << endl;
    for (auto item : score) {
        cout << item.first << " " << item.second << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果：

vector 插入结果：1 100 2 3
string 插入结果：Hello C++ World
set 插入结果：1 2 3
map 插入结果：
张三 90
李四 85

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十五、总结

本文主要介绍了 C++ STL 中 insert() 函数的常见用法。

对于 vector 来说，insert() 可以在指定位置插入单个元素、多个相同元素、另一个容器的一段元素，也可以插入初始化列表。

对于 string 来说，insert() 可以在指定下标位置插入字符或字符串。

对于 set 来说，insert() 会按照集合规则插入元素，重复元素不会被插入。

对于 map 来说，insert() 用于插入键值对，如果 key 已经存在，则不会覆盖原来的 value。

简单来说：

vector insert：按位置插入
string insert：按下标插入
set insert：按集合规则插入
map insert：按 key-value 插入

掌握 insert() 之后，我们在处理 STL 容器时就可以更加灵活地添加数据，尤其是在刷题、工程开发和数据结构练习中都会经常用到。