用于存储两组唯一元素之间的多种关系的 C++ 数据结构

Question

我正在从事一个项目，其中有两组独特的元素。一组中的任何元素都可能与另一组中的任何元素相关。

例子:

第 1 组:{A、B、C}

第 2 组:{1, 2, 3, 4}

允许的关系:

(一，一)(一，三)

(B, 1) (B, 4)

(C, 1) (C, 3) (C, 4)

单个关系表示为一对括号内的两个集合元素。

在我的特定项目中，两个集合的元素都是对象，我希望存储的所有对象的所有引用都解析为一个对象(例如，包含 A 的所有关系都将引用同一个对象 A，而关系另一端对其他集合的引用也是如此。

我正在考虑使用 Boost bimap 来解决这个问题。我正在研究用于 bimap 左右两半的集合的潜在类型以及这两个集合之间的关系，并一直在尝试确定哪些是正确的。

对于 bimap 的左右两半，我认为 set_of CollectionType 是正确的，因为我的两套对象是集合，我不想在我的 bimap 中复制任何元素。

但是，当我在实践中尝试这个时，我最终无法在插入关系 (A, 1) 之后插入关系 (B, 1)，因为插入必须在它发生的左 View 和右 View 。为解决此问题，我将两部分的 CollectionType 更改为 multiset_of。所有值都已正确插入，但是，这是否意味着我的 bimap 现在具有原始集合元素的拷贝？

为了尝试纠正这个问题，我开始考虑更改 bimap 两半之间关系的集合类型。由于关系类型的集合类型默认为bimap的左半部分，我认为multiset_of不正确，指定为set_of。但是，我不确定这是否解决了我原来的问题，即我的原始集合中的对象有多个拷贝。

我真正需要的是查看 Set 2 中与 Set 1 中的元素相关的所有对象。Boost bimap 对我来说是正确的路径吗？我选择的集合和关系类型是否正确？顺便说一句，我正在尝试自定义我的 map 以具有快速搜索时间，而不用担心插入时间(删除和修改永远不会发生， map 已初始化，然后仅用于查找)。我应该只编写自定义数据结构吗？

Answer 1

我完全同意 Jerry 的回答。例如，如果您尝试对图形建模，请考虑使用邻接列表、边列表或矩阵表示。

Paul 的回答有点含糊，所以，这里有一个使用 Boost Multi Index 的示例:

Live On Coliru

#include <iostream>
#include <boost/multi_index_container.hpp>
#include <boost/multi_index/mem_fun.hpp>
#include <boost/multi_index/composite_key.hpp>
#include <boost/multi_index/ordered_index.hpp>

struct T1 {
    std::string name;
    bool operator<(T1 const& o) const { return name < o.name; }
};
struct T2 {
    int id;   
    bool operator<(T2 const& o) const { return id < o.id; }
};

namespace bmi = boost::multi_index;

struct Relation {
    T1 const* key1;
    T2 const* key2;

    std::string const& name() const { return key1->name; }
    int                id  () const { return key2->id;   }

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Relation const& r) {
        return os << "(" << r.name() << ", " << r.id() << ")";
    }
};

using RelationTable = bmi::multi_index_container<Relation,
      bmi::indexed_by<
        bmi::ordered_unique<bmi::tag<struct by_composite>, 
            bmi::composite_key<Relation, 
                bmi::const_mem_fun<Relation, std::string const&, &Relation::name>,
                bmi::const_mem_fun<Relation, int, &Relation::id>
            >
        >
    > >;

#include <set>

int main() {
    using namespace std;
    set<T1> set1 { {"A"}, {"B"}, {"C"} };
    set<T2> set2 { {1}, {2}, {3}, {4} };

    // convenient data entry helpers
    auto lookup1 = [&set1](auto key) { return &*set1.find(T1{key}); }; // TODO error check?
    auto lookup2 = [&set2](auto key) { return &*set2.find(T2{key}); };
    auto relate  = [=](auto name, auto id) { return Relation { lookup1(name), lookup2(id) }; };
    // end helpers

    RelationTable relations {
        relate("A", 1), relate("A", 3),
        relate("B", 1), relate("B", 4),
        relate("C", 1), relate("C", 3), relate("C", 4),
    };

    for (auto& rel : relations)
        std::cout << rel << " ";
}

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(A, 1) (A, 3) (B, 1) (B, 4) (C, 1) (C, 3) (C, 4)