对于我的用例，有没有比最小堆更快的东西？

Question

我的用例如下：

1. 我需要获取一组生长元素中的最小值；我只需要任何迭代的最小值
2. 我将更新最小值，之后保证不再是最小值，但它在订单中的新位置通常不能直接计算。
3. 我将这个新值推回集合中，然后进入下一个迭代，在其中查看新的 min 元素。

现在我正在以下列方式使用 std::vector 和 std::pop_heap std::push_heap 。我在我的向量上调用 std::pop_heap ，它将最小元素推到向量的后面，我得到一个对最后一个元素的引用并更新它，然后我调用 std::push_heap 它将最后一个元素移动到它的新位置.所以我不必将结构从 std::vector 中复制出来来更新它。有问题的结构是 16 字节，可简单构造，它非常基本，完全由整数类型组成。

根据我的分析器和一系列问题大小，我看到的是，我在 std::pop_heap 中花费了超过 75% 的 cpu 时间，在 std::push_heap 中花费了 ~10%。现在，在每个被检查的最小元素上执行的逻辑非常简单，主要包括添加和与固定输入的一些比较，所以我认为这可能是最好的。但是，如果有一个不同的或随机的奇怪数据结构可能比我目前使用的 min_heap 更快，那么尝试一下会很有趣。

我已经尝试过 std::min_element、std::nth_element、std::sort ，对于 1,000,000 或更少的问题大小，我当前的解决时间不到 1 秒，并且运行时间增加了幅度（许多 10 秒）。考虑到它们的复杂性都比 std::push_heap 和 std::pop_heap 更糟糕，我会这样认为。

我也尝试过使用 std::map 和 std::set 等树结构，但这些也会降低性能（我现在手头没有数字）。

那么对于这个用例，有没有人知道比 min_heap 更好的东西？

（很遗憾我无法提供源代码，但考虑到 85% 的 cpu 时间都花在了 pop_heap/push_heap 上，我不认为它会超级有用）

编辑：比较运算符是两个整数类型之间的单个比较。所以它不像堆中使用的比较运算符正在做大量的工作。

Answer 1

您可以就地更改值并从根开始向下冒泡，而不是删除最小元素并重新插入更新的值。删除最小元素通常会用最差的元素之一来替换根，通常会花费 long 下气泡，然后重新插入相对较小的值也会花费相对较长的上气泡.只要新值平均保持在相对接近根的位置，就地更改键将仅用一个向下气泡替换这两个键，这通常也更短。

遗憾的是，<algorithm> 中没有此功能，但您自己推出并不太难。把它写成 moves 通过制作根的临时副本留下的“洞”，而不是一系列std::swaps。使用 swaps 可以使加载和存储的总数增加一倍左右。

使用heap of larger arity（可能是 4 个，也可能是 8 个）可能会有所帮助。