C++中的稀疏数组答案

【问题标题】：Sparse array in C++C++中的稀疏数组
【发布时间】：2014-01-23 14:16:25
【问题描述】：

我需要一个类似向量的容器，具有整数索引，但省略了一些索引。那么在 C++ 中表示这种稀疏数组的常用方法是什么？我有一种直觉，std::map 主要用于此类目的。但是对于通常不添加新项目的容器来说，它的速度相当慢。你有什么建议？

UPD：不是很“稀疏”。也许大约 5%。项目主要在初始化步骤期间添加（之后不经常添加）。但是访问很频繁（如果不是很重要，显然我不会开始这个话题）。

【问题讨论】：

尝试使用 boost 或 C++11 的无序映射。
“稀疏”有多稀疏？百分比？如果经常期望在两者之间存储附加值，则某些技术可能不合适。您是否需要按索引顺序频繁访问/迭代？
解释它有多慢。
boost flat map 是 map 的更快版本，除了插入速度非常慢 (O (n)) 所以你的使用模式必须是 fill map，use map，而不是：fill map，use，add，use , 添加, 删除, 使用...
这似乎是XY Problem。问题显然是性能要求，您假设实现这些要求的方法是使用稀疏数组。

【解决方案1】：

是的，地图通常是正确的方法。

我建议使用 C++11 unordered_map（基于哈希表）来获得闪电般快速的查找：这几乎是没有连续递增键的最佳选择。

【讨论】：

虽然可能一开始就提出了错误的问题，但我看不出unordered_map 将如何满足对 sparse 容器的假定需求。在被索引之前，不能保证unordered_map 已经分配了任意未分配的索引。
@JohnDibling：你为什么需要它？只需将unordered_map 的size_t 设置为所需的映射类型。有什么问题？
@John Dibling 但这就是稀疏数组的全部意义：在为数组元素 i 赋值之前，没有为索引 i 分配任何东西。
@laune：不，这与稀疏数组相反。稀疏阵列就像一个只有 10% 已满的磁盘。 90% 的空间仍然被分配，从某种意义上说，磁盘实际上并没有增长，但它充满了未初始化的垃圾。
@John Dibling wikipedia, "sparse array": "一个简单的数组实现可能会为整个数组分配空间，但是在非默认值很少的情况下，这种实现是低效的。”具有 N 个元素的向量（如数学）始终具有 N 个元素，但稀疏数组的实现不应分配所有无用的存储空间。我不确定您所说的“稀疏容器”是什么意思，但是拥有一个包含大量未使用空间的 container 并不是实现稀疏向量的明智选择。

【解决方案2】：

也许像

std::vector<boost::optional<your_type>>

对你来说已经足够了。

【讨论】：

【解决方案3】：

项目主要是在初始化步骤中添加的（之后并不经常添加）。但访问频繁

在这种情况下，boost::container::flat_map 对您来说是一个不错的选择。它基本上只是一个排序的向量。优点（从网站上偷来的）：

一个潜在的缺点：

即使最坏的情况发生在插入或删除过程中（移动底层向量的元素），它仍然没有那么糟糕，这要归功于（1）缓存的良好使用，（2）底层元素的重定位可能是矢量化（矢量指令）。鉴于您的使用模式，您必须在您的应用程序中尝试它以查看插入/删除是否存在问题。

如果flat_map不适合你，我会试试std::unordered_map。

【讨论】：