将 std::map 的数据拆分为多个 std::vectors

Question

我有两个类：InitTable 和 InitEntry。 InitTable 包含一个std::map table，它存储一个条目（汽车）的ID，以及代表该汽车的对象（InitEntry）。每个InitEntry 有3个成员变量：

1. std::string ID
2. double speed
3. std::string heading

我的目标是首先将所有汽车存储在std::map table 中，然后遍历该数据结构，并尝试根据公共属性将汽车组织成集群（std::vector<InitEntry>）：speed & @987654331 @。

示例：

假设我们有 6 辆汽车（ID 0 到 8）

• car0：id：“0”，速度：22，航向“N”
• car1：id：“1”，速度：26，航向“N”
• car2：id：“2”，速度：28，航向“W”
• car3：id：“3”，速度：12，航向“E”
• car4：id：“4”，速度：10，航向“E”
• car5：id：“5”，速度：45，航向“S”

为了简单起见，在这个阶段对我来说，仅根据航向对汽车进行分组就足够了。结果是：

std::vector clus1 = {car0, car1}
std::vector clus2 = {car2}
std::vector clus3 = {car3, car4}
std::vector clus4 = {car5}

不幸的是，我没有足够的 C++ STL 知识来理解如何在 C++ 中实现这一点。

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InitTable.h：

    #include <InitEntry.h>


    class InitTable {
        public:
            InitTable();
            virtual ~InitTable();

            void clearTable();
            void addEntry(std::string ID, double speed, std::string heading);
            void deleteEntry(std::string ID);
            InitEntry* getEntry(std::string ID);


        protected:
            std::map<std::string, InitEntry*> table;
    };

InitTable.cc：

#include"InitTable.h"

InitTable::InitTable(){}


InitTable::~InitTable()
{
    clearTable();
}


void InitTable::clearTable()
{
    this->table.clear();
}

void InitTable::addEntry(std::string ID, double speed, std::string heading)
{
    InitEntry* newEntry = new InitEntry(ID, speed, heading);


    std::cout<< "server::InitTable: vehicle registered to the init table" << newEntry << endl;

    table.insert(std::make_pair(ID, newEntry));

}



void InitTable::deleteEntry(std::string ID)
{
    InitEntry* ie = getEntry(ID);
    if (ie != NULL)
    {
        table.erase(ID);
        delete ie;
    }
}

InitEntry* InitTable::getEntry(std::string ID)
{
    std::map<std::string, InitEntry*>::iterator it = table.find(ID);

    if (it != table.end())
    {
        return it->second;
    }
    else
    {
        std::cout << "such entry does not exist" << endl;
        return NULL;
    }
}

InitEntry.h：

class InitEntry {
    public:
        virtual ~InitEntry();
        InitEntry(std::string ID, double speed, std::string heading);
        std::string getID();


    protected:
        std::string sumoID;
        double speed;
        std::string heading;

};

InitEntry.cc：

#include "InitEntry.h"


InitEntry::InitEntry(std::string ID, double speed, std::string heading): ID(ID), speed(speed), heading(heading){}


InitEntry::~InitEntry(){}

std::string InitEntry::getID()
{
    return this->ID;
}

编辑 1：添加额外描述（应 @TomaszLewowski 的要求）。

是的，我的目标是将车辆分组，按标题，然后根据速度。因此，最初会有一大群车辆朝着某个方向行驶，后来需要根据速度将其分成更多的集群。假设：车辆向“北”行驶，速度：0 - 20... 速度：40 - 50...等

Answer 1

考虑将您的 std::map<std::string, InitEntry*> table; 更改为：

std::vector<InitEntry> table;

然后您需要将您的 *Entry 方法更改为：

void InitTable::addEntry(std::string ID, double speed, std::string heading)
{
    table.push_back(InitEntry(ID, speed, heading));
    std::cout<< "server::InitTable: vehicle registered to the init table" << table.back() << endl;
}

void InitTable::deleteEntry(std::string ID)
{
    auto it = remove_if(table.begin(), table.end(), [&](const auto& i){return i.getID() == ID;});
    table.resize(distance(table.begin(), it));
}

InitEntry* InitTable::getEntry(std::string ID)
{
    auto it = find_if(table.begin(), table.end(), [&](const auto& i){return i.getID() == ID;});

    if (it != table.end())
    {
        return it->second;
    }
    else
    {
        std::cout << "such entry does not exist" << endl;
        return NULL;
    }
}    

要对table 进行排序，您需要确定排序依据。

• 按 ID 排序：std::sort(table.begin(), table.end(), [](const auto& first, const auto& second){return first.getID() < second.getID();});
• 按速度排序：std::sort(table.begin(), table.end(), [](const auto& first, const auto& second){return first.getSpeed() < second.getSpeed();});
• 按标题排序：std::sort(table.begin(), table.end(), [](const auto& first, const auto& second){return first.getHeading() < second.getHeading();});

显然，您需要添加 getter 才能使这些工作。

Answer 2

如果您不想遍历所有元素（我猜您不想），那么唯一的选择是将这些组保留在某处，并且在主表中仅保留它们的一些索引。这大概是这样的：

#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <cassert>
#include <algorithm>

typedef std::string ID;
typedef std::string Heading;
typedef double Speed;

struct Entry
{
    ID id;
    Speed speed;
    Heading heading;
};

class EntryProxy
{
public:
    EntryProxy(Entry* target) : entry(target)
    {}

    ID getId()
    {
        return entry->id;
    }

    Speed getSpeed()
    {
        return entry->speed;
    }

    Heading getHeading()
    {
        return entry->heading;
    }

private:
    Entry* entry;
};

class InitTable
{
public:
    const std::vector<EntryProxy>& getSameHeading(std::string id)
    {
        return groupedByHeadings.at(entries.at(id).heading);
    }

    const std::vector<EntryProxy>& getSimilarSpeed(std::string id)
    {
        return groupedBySpeed.at(calculateSpeedGroupIndex(entries.at(id).speed));
    }

    void addEntry(ID id, Speed speed, Heading heading)
    {
        Entry e{ id, speed, heading };
        auto record = entries.insert(std::make_pair(id, e)); // pair<iterator, bool>

        groupedByHeadings[record.first->second.heading].push_back(EntryProxy(&record.first->second));
        groupedBySpeed[calculateSpeedGroupIndex(record.first->second.speed)].push_back(EntryProxy(&record.first->second));
    }

    void deleteEntry(ID id)
    {
        auto entry = entries.find(id);
        assert(entry != entries.end());

        auto currentEntryHeadings = groupedByHeadings[entry->second.heading];
        currentEntryHeadings.erase(std::find_if(currentEntryHeadings.begin(), currentEntryHeadings.end(), [&entry](EntryProxy p){return p.getId() == entry->second.id; }));

        auto currentEntrySpeeds = groupedBySpeed[calculateSpeedGroupIndex(entry->second.speed)];
        currentEntrySpeeds.erase(std::find_if(currentEntrySpeeds.begin(), currentEntrySpeeds.end(), [&entry](EntryProxy p){return p.getId() == entry->second.id; }));

        entries.erase(id);
    }

    EntryProxy getEntry(ID id)
    {
        return EntryProxy(&entries.at(id));
    }

private:
    typedef int SpeedGroupIndex;

    SpeedGroupIndex calculateSpeedGroupIndex(Speed s)
    {
        // you may prefer a different implementation here

        return s / 10;
    }

    std::map<ID, Entry> entries;
    std::map<Heading, std::vector<EntryProxy> > groupedByHeadings;
    std::map<SpeedGroupIndex, std::vector<EntryProxy> > groupedBySpeed;
};

按标题分组非常明显，因为它只需要一个简单的地图。然而，在速度方面，它有点困难 - 您需要描述分组要求（通过实现函数 getSpeedGroupId），因为双精度不应该用作地图索引。

如果您更喜欢更安全的内存管理方法，您可以用Entry* 代替EntryProxy 中的std::shared_ptr<Entry> 和Entry 代替InitTable::entries 中的std::shared_ptr<Entry>。在这种情况下，您还需要将创建从 Entry e{id, speed, heading 更改为 auto e = std::make_shared<Entry>(id, speed, heading)。

如果删除对您来说太复杂，您可以将 EntryProxy 结构保留在列表中，并在 entries 映射中保留对特定迭代器的引用。

您可能也不喜欢组是 EntryProxy 而单个元素是 Entry 的事实 - 在这种情况下，您可以让 getEntry 也返回 EntryProxy。