搜索值并在向量中返回其索引的最有效方法？答案

【问题标题】：Most efficient way to search for a value and return its index in a vector?搜索值并在向量中返回其索引的最有效方法？
【发布时间】：2017-02-26 00:04:46
【问题描述】：

我正在尝试遍历一个向量 (k)，并检查它是否包含一个值 (key)，如果包含，我想添加在不同向量 (val) 的相同索引处找到的值，然后将在那里找到的任何值添加到第三个向量 (temp)。

for(int i = 0; i < k.size(); ++i)
{
  if(k.at(i) == key)
   {
     temp.push_back(val.at(i));
   } 
}

我最近学到了很多东西，但我在 C++ 方面仍然不是超级先进，这段代码确实可以满足我的目的，但速度非常慢。它可以处理 10 或 100 等大小的小向量，但对于 1000、10000 甚至 1000000 等更大的大小来说，需要的时间太长了。

我的问题是，有没有更快更有效的方法来做到这一点？

我试过了：

std::vector<int>::iterator it = k.begin(); 
while ((iter = std::find(it, k.end(), key)) != k.end()) 
{ 
 int index = std::distance(k.begin(), it); 
 temp.push_back(val.at(index));
}

我认为使用向量迭代器可能会加快速度，但由于我不确定如何修复的 bad_alloc 错误，我无法让代码工作。

有谁知道我可以做些什么来让这段代码大大更快？

【问题讨论】：

您需要将数据保存在两个单独的向量中吗？对于地图或无序地图来说，这似乎是一项完美的工作。
@krzaq 不，我想我不知道，k 和 val 向量在它们的索引处彼此相等，而且它们的大小也相同。有没有办法可以把它们放在一起？那会加快速度吗？
您花时间查找和复制数据。地图对查找时间有很大帮助。
std::unordered_multimap<K,V> 或std::unordered_map<K, std::vector<V>> 似乎都适合此任务，其中K 是可散列键类型，V 分别是值类型。我包括后者是因为您似乎都想要它们，而不是通过在相等范围内的复制来创建值向量，直接映射到向量可能更高效，特别是如果您可以只使用对包含在地图并避免完全复制。

标签： c++ vector indexing

【解决方案1】：

您可以做以下几件事：

为temp预先分配数据，使push_back不会造成重复分配：
```
temp.reserve(k.size());
```

如果k 已排序，您可以利用这一事实加快处理速度：

auto lowerIt = std::lower_bound(k.begin(), k.end(), key);
auto upperIt = std::upper_bound(k.begin(), k.end(), key);

for (auto it = lowerIt; it != upperIt; ++it)
    temp.push_back(val[it - k.begin()]);

at 进行边界检查，所以它比 [] 慢一点。您显然必须保证您永远不会访问超出范围的索引。

【讨论】：

非常有帮助，我已经对其进行了排序并加快了速度，我保留了 [ ] 因为我永远不会访问越界索引，并且我已经预先分配了 temp.
我还没有打算提交该评论，但我不知道发布后如何编辑它们。正如我所说，我做了所有 3 件事，它加快了速度，但不足以处理 10k 或 100k。我注意到，如果我运行具有 1000 个元素的向量，它会在眨眼间从 0 到 1000，但是如果我运行 10,000 个元素，从 0 到 1000 需要 5 倍的时间，你知道为什么会这样吗？可以吗？
@Dante 我想说一个 1000 个元素的向量可以存储在 L 缓存中，而不是 RAM，这比 RAM 快。但是有 10,000 个元素，它不能存储在缓存中，因此速度较慢

【解决方案2】：

除了 Rakete 的建议：

如果您的键向量已排序 - 使用 std::binary_search 而不是 std::find，然后迭代直到向量的下一个值/结尾。

如果您可以随意更改数据结构，请将您的数据保存在 std::unordered_multimap 中，并使用 equal_range 访问具有所需键的元素。

【讨论】：