c++ - 哪种容器类型提供比 std::map 更好的(平均)性能？

Question

在以下示例中，std::map 结构填充了 A - Z(键)和 0 - 26 中的 26 个值。 (在我的系统上)查找最后一个条目(10000000 次)所花费的时间对于 vector 大约是 250 毫秒，对于 map 大约是 125 毫秒。 (我使用 Release模式编译，为 g++ 4.4 打开了 O3 选项)

但是如果出于某种奇怪的原因我想要比 std::map 更好的性能，我需要考虑使用哪些数据结构和函数？

如果答案对您来说显而易见，我深表歉意，但我在 C++ 编程的性能关键方面没有太多经验。

#include <ctime>
#include <map>
#include <vector>
#include <iostream>

struct mystruct
{
    char key;
    int value;

    mystruct(char k = 0, int v = 0) : key(k), value(v) { }
};

int find(const std::vector<mystruct>& ref, char key)
{
    for (std::vector<mystruct>::const_iterator i = ref.begin(); i != ref.end(); ++i)
        if (i->key == key) return i->value;

    return -1;
}

int main()
{
    std::map<char, int> mymap;
    std::vector<mystruct> myvec;

    for (int i = 'a'; i < 'a' + 26; ++i)
    {
        mymap[i] = i - 'a';
        myvec.push_back(mystruct(i, i - 'a'));
    }

    int pre = clock();

    for (int i = 0; i < 10000000; ++i)
    {
        find(myvec, 'z');
    }

    std::cout << "linear scan: milli " << clock() - pre << "\n";

    pre = clock();

    for (int i = 0; i < 10000000; ++i)
    {
        mymap['z'];
    }

    std::cout << "map scan: milli " << clock() - pre << "\n";

    return 0;
}

Answer 1

对于您的示例，使用 int value(char x) { return x - 'a'; }

更一般化，由于“键”是连续且密集的，使用数组(或 vector )来保证 Θ(1) 访问时间。

如果不需要对键进行排序，use unordered_map ，这应该为大多数操作提供摊销的对数改进(即 O(log n) -> O(1))。

(有时，尤其是对于小数据集，线性搜索比哈希表(unordered_map)/平衡二叉树(map)更快，因为前者的算法简单得多，从而减少了big-O中的隐藏常量。简介, 配置文件, 配置文件。)