包含指向对象的指针的 STL 堆

Question

我有一个std::list<MyObject*> objectList 容器，我需要在以下场景中对其进行排序和维护：

• 每个对象都有一个提供成本（例如浮点值）的特定字段。该成本值用于比较两个对象，就好像它们是浮点数一样
• 集合必须是有序的（升序），并且必须快速找到新插入元素的正确位置。
• 可以删除最低元素（就成本而言），也可以更新几个任意定位元素的成本。然后列表必须尽快重新排序，利用其已经排序的特性。

我可以使用任何其他 stl 容器/机制来允许三个行为属性吗？它非常类似于堆，我认为使用make_heap 可能是对列表进行排序的好方法。我需要一个指针容器，因为还有其他几个依赖这些指针的数据结构。

那么我怎样才能选择一个更好的容器，它也对指针友好并允许通过查看指向类型的比较运算符进行排序？

澄清：我需要一个最适合场景的 stl 容器，并且可以成功地包装指针或引用。 （例如，我简要地读到 std::set 容器可能是一个很好的候选者，但我没有使用它的经验）。

当前的实现，基于以下答案：

struct SHafleEdgeComparatorFunctor
    {
        bool operator()(SHEEdge* lhs, SHEEdge* rhs)
        {
            return (*lhs) < rhs;
        }
    };

std::multiset<SHEEdge*, SHafleEdgeComparatorFunctor>    m_edges;

当然，SHEEdge 数据结构有一个重载的运算符：

bool operator<(SHEEdge* rhs) 
    {
        return this->GetCollapseError() < rhs->GetCollapseError();
    }

Answer 1

我确实会使用std::set。您的要求中的棘手之处在于更新现有元素。

std::set 始终被排序。您必须使用有用的比较运算符将指针包装在一个类中，或者您必须将比较谓词传递给集合。

然后您会自动获得 sorted 属性，并且您会在恒定时间内移除最低元素。

您还可以更新日志复杂性的成本值：只需从集合中删除对象并重新添加即可。这将与排序容器一样快。

在集合中插入和删除速度很快。

Answer 2

我会开始使用像shared_ptr 这样的智能指针，而不是原始 指针（原始指针很好，例如，如果它们观察 指针，就像作为函数参数传递的指针，但是当您具有 所有权 语义时，例如在这种情况下，最好使用智能指针）。

然后，我将从std::vector 作为容器开始。

所以，试着改成vector<shared_ptr<MyObject>>。

您可以衡量它与list<shared_ptr<MyObject>> 相比的性能。

（还要注意std::list 比std::vector 有更多的开销，因为它是一个基于节点的容器，并且每个节点都有一些开销；相反std::vector 分配一个连续的内存块来存储它的数据，在这种情况下，shared_ptrs; 所以std::vector 也更“缓存友好”，等等）

总的来说，std::vector 提供了非常好的性能，作为“首选”容器是一个不错的选择。在任何情况下，您的里程数都可能非常大，最好的办法是衡量性能（速度），以便更好地了解您的具体情况。

Answer 3

如果我正确理解您的要求，那么您正在寻找要使用的正确容器。

确实，std::set 似乎是您想要做的事情的正确容器，但这取决于所有用例

• 您是否需要 O(1) 访问元素？
• 所使用的操作将产生最重要的成本？

std::set 使用键对元素进行排序并且不允许重复（如果您想要重复，请查看std::multiset）。添加元素时，它会自动插入到正确的位置。通常你不想使用原始指针作为键，因为对象可以为空。

另一种选择可能是使用std::vector<std::shared_ptr>>，正如@MikePro 所说，将指针放在智能指针中是一个好习惯，以防止必须手动删除它们（并避免在发生异常时出现任何内存泄漏例如）。如果使用向量，则必须使用 std::sort、std::find 之类的函数，这些函数出现在 <algorithm> 标头或 std::vector::insert 中。

通常，此图像有助于找到您的容器。它并不完美（因为您必须比显示的内容多了解一点）但它通常可以很好地完成它的工作：