快速容器实现一致的性能答案

【问题标题】：Fast container for consistent performance快速容器实现一致的性能
【发布时间】：2011-12-16 19:19:14
【问题描述】：

我正在寻找一个支持频繁添加/删除的容器。我不知道容器可能会增长到多大，但我不想因为巨大的重新分配而陷入困境。我需要在性能和一致的行为之间取得良好的平衡。

最初，我考虑了 std::tr1::unordered_map，但由于我不知道数据集的上限，因此碰撞确实会降低 unordered_map 的性能。这不是一个好的散列函数的问题，因为无论它有多好，如果地图的占用率超过桶数的一半，冲突可能会成为问题。

现在我正在考虑使用 std::map，因为它没有冲突问题，但它只有 log(n) 性能。

当您不知道 unordered_map 的目标大小时，有没有办法智能地处理冲突？处理这种情况的任何其他想法，我想这并不少见？

谢谢

【问题讨论】：

正确的答案当然是通过将容器的选择隐藏在一个类中来抽象它。然后，您可以使用不同的容器轻松地分析您的实际应用程序。也就是说......我敢打赌std::unordered_map 会比你想象的更好。
我假设你想要一个关联容器？
您可能会对 std::vector 的性能感到惊讶。在您有一些非常具体的要求之前，这是一个非常不错的选择。
@BoPersson：别忘了推荐std::deque，它比vector 更适合移除/插入。（嗯，现在我很想在一对双端队列周围制作一个类似地图的包装器）
这个问题缺少太多信息，无法给出任何有用的答案。

【解决方案1】：

这是一个运行时容器，对吧？

您是在末尾添加（如push_back）还是在前面或中间添加？你是在随机位置删除，还是什么？

您如何引用其中的信息？随机的，还是从前或后，还是什么？

如果您需要随机访问，则首选基于数组或散列的东西。

如果重新分配是个大问题，您需要更像树或列表的东西。

即便如此，如果您不断new-ing（和delete-ing）您放入容器中的对象，仅此一项可能会消耗很大一部分时间，在这种情况下，您可能会发现将使用过的对象保存在垃圾列表中是有意义的，这样您就可以回收它们。

我的建议是，与其为容器的选择而烦恼，不如选择一个，编写程序，然后tune it, as in this example。无论您选择什么，您都可能想要更改它，也许不止一次。我在该示例中发现，任何预先存在的容器类都通过易于编程来证明其存在的合理性，而不是通过可能的最快速度。

我知道这违反直觉，但是除非您的程序中的某些其他活动最终成为主要成本，并且您无法缩小它，否则您最终的速度爆发将需要手动编码数据结构。

【讨论】：

是的，这是一个运行时容器。我需要随机访问，因为删除需要快速。添加也需要快速，但这更容易。我想我不想每次都更新/删除，所以某种类型的池似乎合适。也许类似双端队列的结构（正如上面提到的）是一个开始的地方：随机访问，但不是连续的，因此添加/删除不会导致昂贵的重新哈希/重新分配。

【解决方案2】：

您需要什么样的访问权限？顺序，随机访问，按键查找？另外，您可以手动重新散列无序映射（rehash 方法），并设置其负载因子。在任何情况下，当链变得太长时（即超过负载因子时），哈希都会自行重建。此外，哈希表的减速点是当它已满时约为 80%，而不是 50%。

您确实应该阅读过文档，例如here。

【讨论】：