查找 STL 队列中是否已存在项目答案

【问题标题】：Find if an item already exists in STL queue查找 STL 队列中是否已存在项目
【发布时间】：2012-05-11 12:02:45
【问题描述】：

我正在使用 STL 队列在图上实现 BFS（广度优先搜索）。如果队列中已经不存在该节点，我需要在队列中推送该节点。但是，STL 队列执行not allow iteration through its elements，因此我无法使用 STL 查找功能。

我可以在每个节点被访问时使用一个标志来标记它们，并仅在标志为假时推送它们，但是，我需要多次运行 BFS，并且每次之后我都必须重置所有标志，所以我最终使用了计数器而不是标志，但我仍然想知道是否有在队列中查找项目的标准方法。

【问题讨论】：

您想要的是一个单独的数据存储来存储图表中节点的颜色。如果每个节点都有一个唯一的标识符可以用作键，那么您可以使用std::map 来存储节点的颜色（白色、灰色、黑色）。这将是O(log(n)，因为std::map 在大多数实现中被实现为RB 树。
@Vikas：我相信这相当于为每个节点分配一个计数器。
BFS 中的每个节点都会经历三种状态，未访问、已访问但未完成、已完成。我真的不知道您为每个节点分配计数器是什么意思。但是如果你能做到保持一个节点的三态，你就可以使用它。

【解决方案1】：

我假设您正在 BFS 中实现“封闭集”的概念？这样做的标准方法是简单地维护一个单独的 std::set 或 std::unordered_set 已经遇到的元素。这样，您将获得 O(lg n) 或 O(1) 查找，而在遍历队列时，如果支持，将花费 O(n) 时间。

【讨论】：

谢谢。我认为这可行，尽管我必须在每个 BFS 回合开始时清空集合。
@Ari：一轮是什么意思？
我需要多次运行 BFS。我所说的回合是指我正在运行 BFS 算法的每次迭代 i。对于每个节点，我都有一个变量 c 在访问时递增。如果在迭代 i 中没有访问过该节点，我只访问每个节点，即 c
@Ari：好的。然后只需使 BFS 成为一个函数，并使您的封闭集成为函数内的局部变量。无需明确清除。
我最终使计数器成为每个节点的成员变量。这使我不必在封闭/开放集中进行搜索。

【解决方案2】：

公认的答案很愚蠢。

BFS 搜索中的每个项目都将经历三种状态：未访问、已访问但未完成、已访问。出于搜索目的，您可以将其缩减为已访问或未访问...

你只需要使用一个标志...

旗帜只是交替出现。

嗯，第一次遍历树时，每个节点将从 false（未访问）开始，然后变为 true（已访问）。在第二次遍历时，它将切换到 true（未访问）并转到 false（已访问）。

所以你所要做的就是保留一个单独的标志，它只是在每次遍历时改变状态......

那么你的逻辑是

if ( visitedFlag ^ alternatingFlagStateOfTree )
{
    visitedFlag ^= 1;
}

基本上，alternatingFlagStateOfTree 仅用于指示是否访问了 true 或访问了 false 状态。每次运行都是交替的，所以我们只是交换它们。

这完全消除了 set()、所有内存开销等的需要，也消除了在运行之间重置标志值的任何需要。

此技术可用于更复杂的状态，只要遍历的所有项目的结束状态一致。您只需进行一些数学运算即可重置标志值以将状态返回到基本状态。

【讨论】：

请善待提出或回答问题的人，即使您不喜欢他们。您可能想看看stackoverflow.com/conduct。我建议您删除答案中的第一句话，或者至少以更具建设性的方式对其进行措辞（您不同意哪一部分，...）。