我应该使用哪种数据结构来达到我的目的

Which data structure should i use for my purpose?

本文关键字：我的 数据结构 我应该      更新时间：2023-10-16

我需要一个数据结构，就像一个地图，但每个键可能有多个值相关，但我需要得到所有值对应于一个键作为对象的数组。那么哪种数据结构最适合做这个。我不需要在数据结构中搜索，我只需要快速访问对应于特定键的所有值。我已经查看了std::multimap，但它没有返回特定键的所有值。那么我可能使用的c++中最好的数据结构是什么呢?

我需要一个像地图一样的数据结构，但是…

std::map<key, std::vector<value>>

8000万分是一个不错的选择，值得考虑其他选择。值得思考/实验/基准测试的包括:

  • 稀疏直接索引…要做到这一点，你需要足够的内存，不仅是8000万个数据点，而是整个x/y/z空间，但可以做一个[x][y][z]查找来找到细胞id的向量-这显然是巨大的-是否可行或理想从你的问题描述中不清楚

  • 一个排序的向量…根据数据结构元素插入和查找的顺序/重叠，以及您是否可以负担得起std::map到std::vector的压缩步骤-您可以对(x,y,z)值的std::vector进行排序，然后由于vector

    • 的连续内存使用，binary_search优于std::map。

  • std::unordered_map<key, std::vector<value>>…为1亿个桶容量调整尺寸应该会加快插入速度。这可能比其他选项更慢或更快……与稀疏索引相比，用于索引的内存页可能更少，但在连续内存上多于binary_search，每次查找访问的内存页最少，但使用普通哈希技术，您将有效地命中随机(但可重复)哈希桶，即使x,y,z坐标只是略有不同，因此缓存命中可能比上述所有其他选项更糟糕。

实际的基准测试始终是最佳的调优方式，最好使用配置文件来确认成本是出于预期的原因。

@TonyD的答案当然很好，但是与

相比，有一些权衡
std::multimap<key, value>

搜索给定键的所有值应该得到相同的O(log N)复杂度

auto result = my_multimap.equal_range(my_key);

迭代仍然是O(N)复杂度:

for (auto it = result.first; it != result.second; ++it)
     // bla

然而，在所有真实世界的std::multimap实现中，上述迭代是在"连续"值元素上进行基于节点的指针追逐，而不是基于std::vector的std::map的连续迭代。这可能是因为cache-locality的原因。

我可以从std::vector解决方案中看到的主要缺点是，您正在提交以保持所有值在一起，这可能会带来一些开销，这取决于您复制数据的频率。

multimap方法也使得从容器

中插入/提取单个值变得更加容易
my_multimap.insert(std::make_pair(some_key, another_value);

和

auto it = my_map.find(some_key);
if (it != my_map.end()) 
    it->second.push_back(another_value);
else
    my_map.insert(std::make_pair(some_key, another_value));

您可能应该对程序进行基准测试，看看哪个容器更方便。

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