什么 STL 容器执行删除其间的元素？答案

【问题标题】：What STL container to perform removal of elements in between?什么 STL 容器执行删除其间的元素？
【发布时间】：2011-07-12 23:47:04
【问题描述】：

我需要选择一个容器来保存指向我定义的类型 (Particle) 的指针。我正在使用预分配的粒子Object Pool（其中包含在 std::vector 上预分配的对象）。

我的粒子发射器在需要发射时向粒子池询问粒子（以避免游戏中的粒子分配）。当粒子过期时，它会返回到粒子对象池中。

如您所见，当我遍历我的粒子参考容器（需要选择一个）以更新它时，我必须检查哪些粒子已过期 (lifetime <= 0.0) 并将它们返回到粒子池, 过期粒子可以在容器中的任何位置。

我一直在考虑使用std::list，原因如下：

列表 (AFAIK) 在开始时提供恒定时间插入，并在任何点提供恒定时间删除（假设您已经迭代到该点）。

欢迎对我的系统提出任何建议或改进，以便更好地适应您的容器建议。

编辑：

为了更好地解释我自己：

发射器中粒子的寿命不完全相同，它取决于一个范围，例如 5.0 秒 +-（0.0 到 0.5）。这是为了给粒子一个随机元素，在固定时间内看起来比所有的都好。

算法伪代码：

    // Assume typedef std::container_type<Particle *> ParticleContainer

void update(float delta)
{   
    ParticleContainer::iterator particle = m_particles.begin();   

    for(; particle != m_particles.end(); ++particle)
    {
        updateParticle(*particle, delta);         //Update the particle

        if ( (*particle)->lifeTime <= 0.0 )
        {
            ParticlePool.markAsFree(*particle);   //Mark Particle as free in the object Pool
            m_particles.remove(*particle);        //Remove the Particle from my own ParticleContainer
        }   
    }
}

【问题讨论】：

对于顺序容器，始终以 std::vector 开头。然后配置文件，如果容器操作有问题，请尝试另一个容器。 Usually you will find yourself sticking with std::vector.
“常数时间”和std::list的问题在于常数很大！使用 std::vector 时间是可变的，但很小。你的选择！ :-)

标签： c++ stl particles

【解决方案1】：

我不完全遵循您的算法，但需要std::vector 来提供摊销恒定时间push_back。迭代时它还可能具有更好的参考局部性。

如果顺序无关紧要，删除任何项目也是一个常数时间操作：

template <typename T>
void remove(std::vector<T> &v, size_t i)
{
    std::swap(v[i], v.back());
    v.pop_back();
}

【讨论】：

我认为正确的术语是amortized constant time，但是，是的，从std::vector 开始，只有在使用另一个容器时分析显示改进后才会更改。 However, I doubt you will find this often.
使用std::swap(v[i], v.back()); v.pop_back(); 会更好，因为swap 是不抛出的、恒定的时间和便宜的（对于swap 的所有非白痴实现）。
你好，我编辑了我的帖子。在一个元素上调整矢量大小的成本是多少？当然这比删除中间的元素要好，但是，如果我经常这样做，你认为性能会受到太大影响吗？（不过我得介绍一下）
@Mr.Gando，添加单个元素需要摊销的常数时间。在典型的实现中，重新分配会使向量的容量翻倍，因此每次元素数量翻倍时才需要它。
太棒了！我一直在寻找一种快速、高效（恒定时间）的方法来通过随机访问删除元素。谢谢！

【解决方案2】：

为什么不使用priority queue？这样您就不必遍历所有活动粒子。

编辑：再想一想：我不太确定这是否真的有效，这取决于您的算法（我承认我并不完全理解）。如果您要更改该生命周期价值当条目在容器中时，队列可能根本不起作用。

但是，如果您不更改该值（例如，您在插入粒子时设置粒子过期的时间，然后只检查第一个条目与当前时间的对比）我仍然认为这是您的最佳选择。（请注意，优先级队列只是一个适配器，默认在内部使用std::vector。）

edit2：关于您的编辑。我建议不要为每个粒子存储一个“生命周期”值（它会不断减少，直到它不再是正数），而是存储一个时间戳，表示应该何时移除粒子。初始化粒子时，只需计算粒子何时到期（通过将您的随机“生命周期”添加到当前时间）。这个值不会在你的粒子的生命周期内改变。在判断是否移除粒子时，只需检查当前时间是否大于过期时间戳即可。

【讨论】：

我编辑了我的帖子，生命周期值没有改变，但对于所有粒子来说并不相同。粒子寿命确实取决于随机“范围”值，例如：5.0 秒 +- 范围（0.0, 0.5）（其中范围给出给定参数之间的随机数）
是的，但您似乎可以在插入时确定“到期日期”，只需将您的（随机）生命周期添加到当前时间，然后存储结果。（在粒子从容器中取出之前，初始化后过期日期不会改变）。优先级队列将确保内部的所有粒子都是弱排序的，因此您只需弹出条目，直到未来的最高“到期日期”。

【解决方案3】：

假设您不需要直接索引 (operator[]) 并且您通常只是在容器上进行迭代，list 听起来不错。您甚至可以使用splice 在恒定时间内移动列表节点，而无需分配或释放内存。

【讨论】：

您好，我编辑了我的帖子，如果您认为您的回复仍然适用，那就太好了:)。

【解决方案4】：

听起来像std::list 是要走的路。这是假设您肯定要在从中间删除对象的同时遍历列表。请注意，当您从中间移除时，大多数其他容器将使迭代器无效； std::list 没有。其他建议：

如果你（很多）关心空间，你可以试试Boost.Intrusive
如果您愿意使用非标准容器，请尝试slist（单链表；gcc 支持这一点）——它将节省空间，在删除元素时为您节省一些（少量）运行时成本，因为您'正在减少必须更新的指针数量。这与具有双重链接的std::list 进行比较。

【讨论】：

【解决方案5】：

我没有完全理解，但是；

一组粒子指针也可以证明是值得的任务。插入日志(n) 删除日志(n)

【讨论】：