将元素移出关联容器答案

【问题标题】：Moving elements out of an associative container将元素移出关联容器
【发布时间】：2013-01-03 22:46:00
【问题描述】：

只是为了好玩，我实现了可以想象的最简单的排序算法：

template<typename Iterator>
void treesort(Iterator begin, Iterator end)
{
    typedef typename std::iterator_traits<Iterator>::value_type element_type;

    // copy data into the tree
    std::multiset<element_type> tree(begin, end);

    // copy data out of the tree
    std::copy(tree.begin(), tree.end(), begin);
}

对于我的测试数据来说，它只比std::sort 慢大约 20 倍 :)

接下来，我想通过移动语义来提高性能：

template<typename Iterator>
void treesort(Iterator begin, Iterator end)
{
    typedef typename std::iterator_traits<Iterator>::value_type element_type;

    // move data into the tree
    std::multiset<element_type> tree(std::make_move_iterator(begin),
                                     std::make_move_iterator(end));
    // move data out of the tree
    std::move(tree.begin(), tree.end(), begin);
}

但这并没有显着影响性能，即使我正在排序std::strings。

然后我记得关联容器从外部看是不变的，即std::move 和std::copy 会在这里做同样的事情:( 有没有其他方法可以将数据移出树？

【问题讨论】：

你能给我们一些关于你正在排序的字符串的更多信息吗？您能否发布您的测试代码供我们使用？
看起来您正在尝试优化一些您知道可以通过简单地使用qsort 来进行更多优化的东西。这样做的目的是什么？学习移动语义？
@svick 是的，我的主要问题是：如果我不再需要元素，如何将元素移出关联容器？我确信一般问题超越了我愚蠢的 Treesort 示例 :) 我修改了问题的标题并删除了分配器位，谢谢。
我怀疑答案是你不能——似乎没有弹出和返回。使该异常安全可能与在std::vector 上一样棘手，甚至更多。
你不能，但是 Howard Hinnant 做了一个扩展（我认为没有官方文件，但我可能错了），它可以让你从容器中提取一个节点，然后你可以移动它的值。所以也许在几年后，使用更新的标准......

标签： c++ sorting c++11 move-semantics multiset

【解决方案1】：

std::set 和 std::multiset 仅提供 const 对其元素的访问。这意味着您不能将某些东西移出集合。如果您可以将项目移出（或完全修改它们），则可以通过更改项目的排序顺序来破坏集合。所以 C++11 禁止它。

所以您尝试使用std::move 算法只会调用复制构造函数。

【讨论】：

【解决方案2】：

我相信您可以为multiset 制作一个自定义分配器以使用（第三个模板参数），它实际上将destroy 方法中的元素移回用户的容器。然后擦除集合中的每个元素，并在其销毁期间将您的字符串移回原始容器。我认为自定义分配器需要有 2 个阶段构造（将传递给 yourtreesort 函数的开始迭代器传递给它以作为成员保存，但不是在构造期间，因为它必须是默认可构造的）。

显然这会很奇怪，而且是一个愚蠢的解决方法，因为在 set/multiset 中没有 pop 方法。不过应该是可以的。

【讨论】：

【解决方案3】：

我喜欢 Dave 的奇特分配器的想法，它可以记住每个移动构造对象的来源并在销毁时自动移回，我从没想过这样做！

但这里有一个更接近您最初尝试的答案：

template<typename Iterator>
void treesort_mv(Iterator begin, Iterator end)
{
    typedef typename std::iterator_traits<Iterator>::value_type element_type;

    // move the elements to tmp storage
    std::vector<element_type> tmp(std::make_move_iterator(begin),
                                  std::make_move_iterator(end));
    // fill the tree with sorted references
    typedef std::reference_wrapper<element_type> element_ref;
    std::multiset<element_ref, std::less<element_type>> tree(tmp.begin(), tmp.end());

    // move data out of the vector, in sorted order
    std::move(tree.begin(), tree.end(), begin);
}

这会对引用的multiset 进行排序，因此无需将它们移出树。

但是，当移回原始范围时，移动分配对于自分配不一定是安全的，所以我先将它们移动到向量中，这样在将它们重新分配回原始范围时不会有 self - 作业。

这比我的测试中的原始版本略快。它可能会降低效率，因为它必须分配向量以及所有树节点。这一点以及我的编译器使用 COW 字符串这一事实，所以移动并不比复制快多少。

【讨论】：