将范围Map到值的最佳C++ STL方法?

46qrfjad  于 2022-12-20  发布在  其他
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想知道在C++中Map值范围的最有效方法吗
例如:
我有一堆通过整数键范围区分的对象,例如。

0-10 -> object a
11-20 -> object b
21-30 -> object c

这里的对象是一个特殊的类,里面有一些自己的变量。在这个场景中应该有一千个对象。

我想知道在C++ STL中根据输入键查找对象的最佳/最快方法是什么。例如

lookup(13) -> object b

请注意,范围不是固定的,大小可能不相等。
谢啦,谢啦

f0ofjuux

f0ofjuux1#

使用std::map及其upper_bound函数很容易实现。
使用每个范围的下限作为Map的键。Map类型的对应值是{lower bound, upper bound, and item}的三元组。然后,要基于特定值查找对象,请调用map::upper_bound并查找Map中“超过”匹配项的项。然后,“返回1”并测试它是否匹配。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <map>

template <typename T>
struct RangeAndValue
{
    int low;
    int high;
    T value;
};

template <typename T>
struct RangeTable
{
    std::map<int, RangeAndValue<T>> table;
    void Insert(int low, int high, const T& t)
    {
        table[low] = {low, high, t};
    }

    bool Lookup(int value, T& t)
    {
        auto itor = table.upper_bound(value);
        if (itor != table.begin())
        {
            itor--;
            if ((value >= itor->second.low) && (value <= itor->second.high))
            {
                t = itor->second.value;
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
};

概念验证(使用0-10Map到a、11-20Map到B和21-30Map到c的样本范围)

int main()
{
    RangeTable<std::string> rangeTable;

    rangeTable.Insert(0, 10, "a");
    rangeTable.Insert(11,20, "b");
    rangeTable.Insert(21,30, "c");

    for (int i = -1; i < 32; i++)
    {
        std::string s;
        bool result = rangeTable.Lookup(i, s);
        std::cout << i << " : " << (result ? s : "<not found>") << std::endl;
    }

    return 0;
}

运行时产生预期结果:

$ g++ main.cpp -o testapp
$ ./testapp
-1 : <not found>
0 : a
1 : a
2 : a
3 : a
4 : a
5 : a
6 : a
7 : a
8 : a
9 : a
10 : a
11 : b
12 : b
13 : b
14 : b
15 : b
16 : b
17 : b
18 : b
19 : b
20 : b
21 : c
22 : c
23 : c
24 : c
25 : c
26 : c
27 : c
28 : c
29 : c
30 : c
31 : <not found>
b1uwtaje

b1uwtaje2#

与@selbie的答案的想法相同,但使用transparent comparator以避免将map Package 在自己的类中:

#include <compare>
#include <iostream>
#include <map>
#include <string>

template <typename T>
struct Range
{
    T begin{}, end{};

    friend constexpr auto operator<=>(const Range &, const Range &) = default;
    friend constexpr std::weak_ordering operator<=>(const Range &a, T b)
    {
        if (b < a.begin)
            return std::weak_ordering::greater;
        else if (b > a.end)
            return std::weak_ordering::less;
        else
            return std::weak_ordering::equivalent;
    }
};

int main()
{
    std::map<Range<int>, std::string, std::less<>> m = {
        {{0, 5}, "A"},
        {{6, 10}, "B"},
        {{11, 15}, "C"},
    };

    auto check = [&](int n)
    {
        auto it = m.find(n);
        if (it != m.end())
            std::cout << n << " -> " << it->second << '\n';
        else
            std::cout << n << " not in the map\n";
    };

    check(0); // A
    check(1); // A
    check(5); // A
    check(6); // B
    check(-1); // not in the map
    check(16); // not in the map
}

首先,我们使用std::less<>(没有模板参数-透明版本),它使.find()成为一个模板,接受与键类型类似的任何类型。
接下来我们创建一个range类,它重载了与自身和元素类型的比较操作符(使用C++20)。
您可以对std::pair和一个定制的透明比较器(add using is_transparent = void;)执行相同的操作,该比较器可以正确地将其与数字进行比较。

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