在 C++ Vector<custom_class> 中搜索第一次/最后一次出现的值答案

【问题标题】：Searching a C++ Vector<custom_class> for the first/last occurence of a value在 C++ Vector<custom_class> 中搜索第一次/最后一次出现的值
【发布时间】：2010-12-11 13:43:37
【问题描述】：

我正在尝试找出最佳方法来搜索“Tracklet”类型的向量（我自己构建的一个类），以查找其中一个变量的给定值的第一次和最后一次出现。例如，我有以下类（本例已简化）：

class Tracklet {
    TimePoint *start;
    TimePoint *end;
    int angle;

    public:
        Tracklet(CvPoint*, CvPoint*, int, int);
}

class TimePoint {
    int x, y, t;

    public:
        TimePoint(int, int, int);
        TimePoint(CvPoint*, int);
        // Relevant getters and setters exist here   
};

我有一个向量“vector<Tracklet> tracklets”，我需要在结束时间点搜索具有给定值“t”的任何轨迹。该向量按结束时间排序（即tracklet.end->t）。

我很乐意编写一个搜索算法，但不确定该采用哪条路径。我不确定二进制搜索是否合适，因为我似乎记得它不一定会找到第一个。我正在考虑一种方法，我使用二进制搜索来查找具有正确时间的元素的索引，然后迭代返回以找到第一个并转发以找到最后一个。我确信有比这更好的方法，因为它通过迭代浪费了二进制搜索 O(log n)。

希望这是有道理的：我很难解释一下！干杯！

【问题讨论】：

标签： c++ search class vector opencv

【解决方案1】：

只要您的向量保持排序状态，二分查找似乎是您最好的选择。在性能方面，这与在二叉树结构中执行查找基本相同。

【讨论】：

【解决方案2】：

向量按时间排序

开始时间还是结束时间？

天真的 O(n) 搜索有什么问题？请记住，您只是在搜索而不是排序。您也可以使用排序容器（如果这不违反基本设计）。

【讨论】：

结束时间，抱歉，将编辑问题。该列表将非常大（超过 2000 个元素）并且效率非常重要（我需要大约每秒处理一次，程序等待尽可能少），所以我试图最小化搜索时间尽可能的。
什么样的效率：插入/删除/查找？如果是这意味着如果您想快速查找，则 std::set 更适合此目的（甚至是 hash_map）。从 vector 移动到 set（其中数据集的大小约为 10K）时，我获得了显着的性能提升。另请参阅bigzaphod.org/set.vs.vector
见sgi.com/tech/stl/complexity.html和SO问题：stackoverflow.com/questions/181693/…

【解决方案3】：

我只会使用find 和find_end，然后只有在测试显示太慢时才做一些更复杂的事情。

如果您真的很关心查找性能，您可以考虑使用不同的数据结构，例如以时间戳为键的map，以元素的vector 或list 为值。

【讨论】：

我担心 find 和 find_end 的时间复杂度很高。向量会很大，我真的需要尽量减少延迟。

【解决方案4】：

如果向量已排序并包含该值，std::lower_bound 将为您提供一个迭代器，指向具有给定值的第一个元素，std::upper_bound 将为您提供一个迭代器，指向包含该值的最后一个元素之后的一个元素。将该值与返回的元素进行比较，以查看它是否存在于向量中。这两个函数都使用二分查找，所以时间是 O(logN)。

要比较tracklet.end->t，请使用：

bool compareTracklets(const Tracklet &tr1, const Tracklet &tr2) {
    return (tr1.end->t < tr2.end->t);
}

并将 compareTracklets 作为第四个参数传递给 lower_bound 或 upper_bound

【讨论】：

这可能是可能的，但我如何让它检查tracklet.end->t？我对 C++ 比较陌生 :)
您使用了比较函数或对象。我已经用一个例子编辑了我的答案。

【解决方案5】：

dirkgently referred 到一个甜蜜的优化比较。但实际上我不会为此使用std::vector。

通常，在决定使用 STL 容器时，我不会真正考虑性能方面，但我会考虑它的接口以及我希望使用的操作类型。

std::set<T>::find
std::set<T>::lower_bound
std::set<T>::upper_bound
std::set<T>::equal_range

真的，如果您想要一个有序的序列，在键/值设置之外，std::set 比其他任何方法都更容易使用。

您不必担心在“坏”位置插入
添加/删除元素时不会出现迭代器失效的问题
您有内置的搜索方法

当然，您还希望您的比较谓词在任何情况下都能真正发挥作用（希望编译器内联 operator() 实现）。

但实际上，如果您不相信，请尝试使用std::vector 和手动插入/搜索（使用<algorithm> 标头）的构建，然后尝试使用std::set 的另一个构建。

比较实现的大小（代码行数），比较bug的数量，比较速度，然后再决定。

大多数情况下，您所追求的“优化”实际上是 pessimization，而在极少数情况下并非如此，它太复杂以至于不值得。

优化：

不要
仅限专家：不要，我们是认真的

【讨论】：