C++ 在 <int, pair> 的向量中查找

Question

所以以前我只有一个需要查找的键，所以我可以使用地图：

std::map <int, double> freqMap;

但现在我需要查找 2 个不同的键。我正在考虑使用带有 std::pair 的向量，即：

std::vector <int, std::pair<int, double>> freqMap;

最终我需要查找两个键以找到正确的值。有没有更好的方法来做到这一点，或者这是否足够有效（将有大约 3k 个条目）。此外，不确定如何使用第二个键（std::pair 中的第一个键）进行搜索。是否根据第一个密钥找到该对？基本上我可以通过以下方式访问第一个键：

freqMap[key1]

但不确定如何迭代并找到该对中的第二个键。

编辑：好的，添加用例进行说明：

我需要根据 2 个键、一个多路复用器选择和一个频率选择来查找一个 val。原始数据如下所示：

Mux, Freq, Val
0, 1000, 1.1
0, 2000, 2.7
0, 10e9, 1,7
1, 1000, 2.2
1, 2500, 0.8
6, 2000, 2.2

Answer 1

“哪个更快”的笼统答案通常是“您必须对其进行基准测试”。

但除此之外，您还有很多选择。 std::map 在纸面上比其他数据结构更有效，但在实践中不一定。如果您确实处于对性能至关重要的情况（即避免过早优化），请尝试不同的方法，如下所示，并测量您获得的性能（内存方面和 cpu 方面）。

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不要使用std::map，而是考虑将您的数据放入struct，给它适当的名称并将所有值存储在一个简单的std::vector 中。如果您很少修改数据，您可以通过 sorting 根据您通常用于查找条目的键来优化检索成本，但会增加插入成本。这将允许您执行binary search，这可以比linear search 快得多。

但是，由于cache locality 和branch prediction 的存在，线性搜索在std::vector 上的速度惊人地快。在处理地图、unordered_map 或（二进制搜索的）排序向量时，这两者都可能会丢失。因此，虽然 O(n) 听起来比 map 的 O(log n) 甚至 unordered_map 的 O(1) 更可怕，但在正确的条件下它仍然更快。 p>

特别是如果您发现您没有可用于对条目进行排序的可识别索引成员，您将不得不坚持在连续内存（即向量）中进行线性搜索或投资进入双索引数据结构（实际上类似于两个映射或两个无序映射）。拥有两个索引通常会阻止您使用单个 map/unordered_map。

如果您可以更紧密地打包数据（即您需要int 还是std::uint8_t 来完成这项工作？，您是否需要double？等等）您将放大缓存局部性，并且仅用于3k 个条目，您很有可能使未排序的向量表现最佳。尽管对 std::size_t 的操作本身通常比对较小类型的操作要快，但在连续内存上进行迭代通常会抵消这种影响。

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结论：尝试一个未排序的向量、一个排序的向量（+二分查找）、一个地图和一个 unordered_map。进行适当的基准测试（多次重复）并选择最快的一个。如果没有区别，请选择最容易理解的那个。

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编辑：鉴于您的示例数据，听起来第一个键的域非常小。据我所知，“Mux”似乎仅限于少量彼此靠近的不同值，在这种情况下，您可以考虑使用 std::array 作为您的主要索引结构并具有合适的查找结构为你的第二个。例如：

std::array<std::vector<std::pair<std::uint64_t,double>>,10>
std::array<std::unordered_map<std::uint64_t,double>,10>