有效计算两个 std::multimap 迭代器之间的条目数

Question

我想在少于 O(N) 的时间内计算 std::multimap 的两个迭代器之间的条目数。有什么技巧或聪明的方法可以做到这一点吗？

由于std::multimap 有双向迭代器，我的理解是像std::distance 这样的东西可以在O(N) 时间内完成。

附加细节：multimap 的键是一个 N 元组。我试图在multimap 中查找其键的第一个元素为0 的条目数。它们键的第一个元素的选项是0 和1，multimap 使用严格的弱排序，其中第一个关键元素永远是最重要的。即，所有带 0 的元素都在带 1 的任何元素之前。

上下文：迭代器由equal_range 返回，它以对数时间运行。声明式地，我想测量范围的长度。

谢谢。

Answer 1

您想使用迭代器库中的std::distance 方法。参考地址为std::distance。这是主要参考：Iterator library。

截至 2014 年 3 月 25 日的描述如下：

template< class InputIt >
typename std::iterator_traits<InputIt>::difference_type
    distance( InputIt first, InputIt last );

返回第一个和最后一个之间的元素数。

如果 last 不能通过（可能重复）从 first 递增 first 到达，则行为未定义。

参数
first - 指向第一个元素的迭代器
last - 指向最后一个元素的迭代器

类型要求
- InputIt 必须满足 InputIterator 的要求。操作更高效 如果 InputIt 还满足 RandomAccessIterator 的要求

返回值
第一个和最后一个之间的元素数。

复杂性
线性。
但是，如果 InputIt 额外满足 RandomAccessIterator 的要求，则复杂度恒定。

请注意，上述细节可能会发生变化。直接导航至std::distance 参考页面可获得最准确的信息。

来自std::distance参考网页的示例代码：

include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>

int main() 
{
    std::vector<int> v{ 3, 1, 4 };

    auto distance = std::distance(v.begin(), v.end());

    std::cout << distance << '\n';
}

Answer 2

您正在寻找的是在 N3465 中提出的所谓的heterogeneous comparison lookup。它允许在用于存储Key 的equal_range 成员函数中使用不同但兼容 比较函数。在您的情况下，查找比较运算符（第一个元组成员）将不同于但与元组字典比较一致。

不幸的是，根据this Q&A，该论文中只有一小部分被接受为 C++14 标准草案。但是，N3465 论文的作者也是实现了this feature 的Boost.MultiIndex 的作者。您可以按照 Boost.MultiIndex 文档emulate a std::multimap。

一旦您使用了改编的boost::multiindex_container 的广义equal_range 成员函数，您就可以简单地对返回的迭代器执行std::distance()。复杂性在 equal_range 的容器大小中是对数的，在返回的迭代器范围的大小中是线性的。如果您对结果不感兴趣而只对计数感兴趣，那么还有一个通用的count() 成员函数会在相同的对数 + 线性时间内返回该结果。