用于小型稀疏集合的 std::map答案

【问题标题】：std::map for small sparse collections用于小型稀疏集合的 std::map
【发布时间】：2015-05-27 08:56:53
【问题描述】：

给定一个结构MyData，其中存在许多实例（我会说最多数百万个），对于每个实例，我需要存储一个成员，该成员可能包含最多 8 个键的值。键始终是int，范围为0-7，值始终是浮点的3D 点（我们称之为Point3）。

最多包含：

Key | Value  
-------------
0   | [x,y,z]  
1   | [x,y,z]  
2   | [x,y,z]
3   | [x,y,z]
4   | [x,y,z]
5   | [x,y,z]
6   | [x,y,z]
7   | [x,y,z]

但是，在 99.9% 的情况下，它将包含 0 或 1 个键值对，例如：

Key | Value
-------------
1   | [x,y,z]

与始终存储 8 个 Point3 的数组（每个浮点数 * 3 个值 * 8 个插槽 = 96 字节）和单个 BYTE 位，其中槽位包含有意义的值？

一般来说，我的问题是空的或几乎空的std::map的内存开销是多少？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

地图的内存开销并没有那么糟糕。每个节点通常是几个词。在“不过早优化”规则下，使用地图开始肯定是可以的。

也就是说，当您进行优化时，映射将在要替换的数据结构列表中排在前面。但此时，您可以分析您实际使用的所有不同操作。键和/或值多久更改一次？这是优化前需要了解的重要信息。

[编辑] 如果我要建议一个结构，它将是std::pair<int, Point3D> 的向量。原因是这可能会提供对齐友好的 16 字节对象。我不会费心对键进行排序，因为这只对具有多个键/值对的 0.1% 节点有用。

【讨论】：

@Rotem：这是一个反对 std::map 的论点。 Map 有一个便宜的插入（只需要添加一个节点，并打乱几个节点指针）。插入已排序的向量通常意味着移动一半的元素。（所以 O(log N) 与 O(N)）。

【解决方案2】：

查看this 博客文章。对不同 STL 容器（包括std::map）的内存使用情况进行了非常彻底的分析，并考虑了不同的平台/编译器。

在 Visual Studio 2010 (Visual C++ 10) 附带的 64 位 STL 中：

map对map对象本身使用32个字节，那么每个map节点是26个大于所包含对象大小的字节（可能是 32 字节考虑到对齐和损耗后）。地图数量地图所需的节点比地图的大小大 1。

【讨论】：