获取唯一编号并知道它们何时被释放答案

【问题标题】：Getting Unique Numbers and Knowing When They're Freed获取唯一编号并知道它们何时被释放
【发布时间】：2011-08-31 03:31:37
【问题描述】：

我有一个物理模拟（使用 Box2D），其中具有相同整数 ID 的物体不会发生碰撞，例如，属于同一角色的物体。我有一个问题，因为我需要能够为每个可能的实体获取一个唯一的数字，这样没有两个字符会意外地获得相同的 ID。实体的数量是有限的，但它们是根据模拟的要求创建和销毁的，因此一旦它们所属的实体消失，就有必要释放唯一 ID。

一个类World负责创建和销毁所有物体，也是管理唯一编号生成的实体，以及涉及物理模拟的任何其他事物。

到目前为止，我想到了两种方法，但我不确定哪种方法会更好，如果有的话：

保留vector<short>，数据是浮动的引用数，向量中的位置是ID本身。这种方法的缺点是在对操纵组 ID 的实体进行编码时会产生不必要的复杂性，因为它们需要确保告诉World 他们取出了多少引用。
保留vector<bool>，数据是该 ID 是否空闲，向量中的位置是 ID 本身。如果不存在空闲槽，则向量会随着对唯一 ID 的每次新调用而增长。缺点是一旦向量达到一定大小，就需要对整个模拟进行审计，但优点是实体能够获取唯一数字，而无需帮助管理引用计数。
李>

大家怎么看，有没有更好的办法？

【问题讨论】：

每个身体有一个对象吗？在这种情况下，您可以只比较对象的地址。
每个主体都有一个或多个附加的“形状”图元，它们有自己的过滤器 ID，因此一个主体可能有多个。我喜欢使用地址的想法，但过滤器数据存储为负数 short，（正数 ID 实际上意味着完全不同的东西，即无论如何总是与具有相似 ID 的形状发生冲突）

标签： c++ algorithm vector numbers

【解决方案1】：

您可以在您的主 World 对象中维护一个未使用 ID 的“空闲”列表作为单链表。

当一个对象被World 销毁（使其 ID 未被使用）时，您可以将该 ID 推送到空闲列表的头部。

当您创建一个新对象时，您可以执行以下操作：

If the free list is non-empty: pop the head item and take that ID.
Else increment a global ID counter and assign it's current value.

虽然您仍然可能用完 ID（如果您同时拥有超过计数器最大值的对象），但此策略将允许您回收 ID，并以 O(1) 运行时复杂性执行所有操作。

编辑：根据下面@Matthieu 的 cmets，std::deque 容器也可用于维护“免费”列表。此容器还支持具有O(1) 复杂性的push_front, pop_front 操作。

希望这会有所帮助。

【讨论】：

...太棒了。我很惭愧直到现在才考虑使用链表。
难道你还需要某种引用计数机制吗？您如何知道 ID 何时被使用？
@Miguel Grinberg 我假设当World 销毁对象时，它也会将 ID 添加回列表（还假设 World 正在维护列表开始）
@Miguel, ssell：没错。当一个对象（被世界）销毁时，它的 ID 被推送到空闲列表中以被回收。
@Clairvoire，Darren：不想成为派对大便，但是......您正在使用链表作为堆栈。使用deque 可以更好地实现堆栈，以获得更好的内存需求，这反过来可能会带来更好的缓存行为。

【解决方案2】：

有几具尸体？如果您不重新分配整数，您是否会用完整数？最简单的解决方案是只使用一个整数来存储下一个 ID —— 当您将新 ID 分配给正文时，您将递增该整数。

【讨论】：

我同意这将是最好的，只要@Clairvoire 不希望使用超过unsigned 的最大值。即使那样，使用long long 也可以。
@ssell: float 或 double 使情况变得更糟。坚持整数。如果需要超过 2^32，请使用 long long 或任何适合您环境的 64 位整数数据类型。
@wallyk 是的，我正要编辑我的评论以改用long long。但很高兴你提到它！
如果您每秒用完一个 ID 30 次，则溢出一个 31 位整数需要 2 年以上。
ID 本身存储为short。我对此的主要担心是，随着模拟的进行，它可能会导致我们递增的整数溢出回 0，如果仍然存在具有低 ID 的非常旧的对象，它可能会找到另一个最近创建的对象相同的 ID，因此无法与之冲突