键值数据结构在 O(1) 中搜索键并在 O(1) 中获取最大值答案

【问题标题】：key-value data structure to search key in O(1) and get Max value in O(1)键值数据结构在 O(1) 中搜索键并在 O(1) 中获取最大值
【发布时间】：2013-01-23 00:33:32
【问题描述】：

我需要实现一个键值数据结构，在 O(lgn) 或 O(1) 中搜索唯一的 key 并在 O( 1）。我在考虑

boost::bimap< unordered_set_of<key> ,multiset_of<value> >

请注意，我的键值数据集中没有重复键。但是，两个键可能具有相同的值。因此我使用 multiset 来存储值。

我需要经常插入/删除/更新键值对

听起来怎么样？

【问题讨论】：

您也可以考虑将哈希表与最大堆并行，这并不是真正的 STL 特定建议，但也许有用。
如果你不需要删除元素（你没有提到这个问题）一个带有std::map/std::unordered_map 的简单类并在插入时检查最大值就可以了。 @acjohnson55 的最大堆解决方案适用于您需要删除元素时。 bimap 做的比你想要的多，因此它有点慢，但你不必编写一个字节，你得到一个经过良好测试的解决方案，所以听起来相当不错！
ooor，只是一个 std::map + 一个迭代器到最后。 boost::bimap 可能是矫枉过正
@Csq 我确实需要经常删除元素。事实上，我将从最大堆顶部删除具有最大值的元素。因此，我认为您的解决方案不适合我。你怎么看？
@MooingDuck 为什么有点矫枉过正？

标签： c++ boost data-structures stl bimap

【解决方案1】：

这取决于你想做什么。所以很明显，您希望将它用于一些 get-the-maximum-values-in-an-iteration 构造。

问题 1：您是否也通过它们的键访问元素？

如果是，我可以为您想出两个解决方案：
1. 使用 boost::bimap - 具有对数运行时间的简单、经过测试的解决方案。
2. 创建一个自定义容器，其中包含一个std::map（或者更快地通过键访问std::unordered_map）和一个堆实现（例如std::priority_queue<std::map<key, value>::iterator> + 自定义比较器），使它们保持同步等。这是困难的方式，但也许更快。两者上的大多数操作都是 O(logn)（插入、get&pop max、按键获取、删除），但常数有时很重要。虽然是你使用std::unordered_map，但按键操作的访问将是 O(1)。
  
  您可能还想为新容器编写测试，并针对您最常使用的操作对其进行优化。
如果否，你真的只是使用使用最大值的元素访问

问题2：你是随机插入/删除/更新元素，还是先将所有元素放入一轮，然后逐个删除？
- 对于随机插入/删除/更新，请使用std::priority_queue<std::pair<value, key>>
- 如果先放入元素，然后逐个删除，请在第一次删除操作之前使用 std::vector<std::pair<value, key>> 和 std::sort() 。不要实际删除元素，只需对其进行迭代。

【讨论】：

感谢您的回答，是的，我确实需要通过它们的键访问元素。因此，您的 boost::bimap 解决方案对我有好处。

【解决方案2】：

您可以使用std::map 和std::set 来构建它。

保存实际值的映射，即std::map<key, value> m;。这是存储您的值的地方。将元素插入地图是 O(log n)。
一组指向地图的迭代器；该集合按相应映射条目的值排序，即std::set<std::map<key, value>::iterator, CompareBySecondField> s;，类似于（未经测试）：
```
template <class It>
struct CompareBySecondField : std::binary_function<It, It, bool> {
    bool operator() ( const T &lhs, const T &rhs ) const {
        return lhs->second > rhs->second;
    }
};
```
然后，您可以使用 *s.begin(); 获取具有最大值的映射条目的迭代器。

这很容易构建，但您必须确保在添加/删除元素时更新两个容器。

【讨论】：