c++中有范围图吗？答案

【问题标题】：is there range map in c++?c++中有范围图吗？
【发布时间】：2021-06-17 12:21:57
【问题描述】：

在 C++ 中，unordered_map 和 map 是从地图中搜索关键字的好工具。

我可以建一个map，key是date，value是double（或者我自己定义的struct）。

但我想要一个范围图，这意味着键是一个范围，例如：

#inlcude <map>
m[20190101] =3;
m[20201201] = 4.
cout << m[20200101]; // i want this can return me 3. because 20200101 is
// lower-close to 20190101

我该如何实现？

【问题讨论】：

似乎是一厢情愿。
有一个问题是地图的键应该识别一个且只有一个元素。但是，如果您对地图中的范围从不重叠感到满意，那么自定义比较器应该可以解决问题，尽管它可能难以实现。
不在标准库中。您必须自己编写代码。但是你会如何使用这样的地图呢？您能否提供您希望用于设置值并稍后检索它们的代码？
@Galik 请看更新，我正在设计一个股票交易系统，我需要一个很小的数据库来保存每只股票的交易费用，费用很少改变（10年，它只改变不到 10 次），这意味着构建一个 [date, value] 非常浪费，我需要这么快，因为我需要大量搜索。
为此使用地图毫无意义。存储与该值配对的已排序日期数组，然后使用二分搜索找到您的日期与std::lower_bound 或类似的。

标签： c++ stl unordered-map

【解决方案1】：

std::map 将数据存储在二叉树中，因此您可以使用upper_bound 和lower_bound 方法轻松找到大于/大于或等于某个值的最接近的键

m.lower_bound(k)：返回一个迭代器，指向第一个 key 不小于 k 的元素，如果没有找到这样的元素，则返回 m.end()。
m.upper_bound(k)：返回一个迭代器，指向第一个 key 大于 k 的元素，如果没有找到这样的元素，则返回 m.end()。

然后您可以递减迭代器（如果它不等于begin()）以找到下一个更小的元素。

所以对于你的例子：

auto it = m.upper_bound(20200101);
if (it != m.begin())
    std::cout << *--it;
else
    std::cout << "no key <= 20200101";

【讨论】：

太好了，谢谢克里斯。所以我认为这会比：将所有日期值一一存储到地图中。存储所有的浪费空间，但是搜索会是O(1)，这种方法节省空间，但是lower_boud是O(log(n))的操作，有点慢
这取决于数据，但由于缓存影响，浪费大量空间可能最终会变慢。最好的办法是分析不同的方法，看看哪种方法最快（以及速度差异是否重要或受其他因素（如 I/O）支配）

【解决方案2】：

早在 2013/2014 年，我创建了一个 range_map 容器类模板，它以 C++ 标准库的容器类模板为模型。 range_map 的每一项都存储在一个名为range_map_item 的类模板中，该模板有 3 个字段：左边界、右边界和存储项。（仅供参考，一切都在beneficii 命名空间中。）它在很大程度上像std::map 一样工作，但没有环绕它。我创建了自己的 rb-tree 来管理它的内容。

范围的工作方式如下。每个键覆盖一个范围，如下所示：

[左界，右界）

意思是，左边界是范围的一部分，但右边界不是。

范围不能完全重叠，也就是说，你不能有 2 个范围是这样的：

左1

如果 2 个范围确实重叠，则一个必须完全是另一个的子范围。

迭代器通过范围边界，而不是范围本身。它可以告诉您当前是指向左边界还是右边界。

我已经对它进行了相当多的测试。我已经能够创建 BMP 文件，该文件是通过在其中放置随机范围并显示结果的 range_map 进行迭代而创建的。它似乎基本上可以工作，但我不能保证它会 100%，而且我已经 5 年多没有碰过它了。

它没有文档，但与之交互所需的功能与它们的 C++ 标准库容器对应物类似。我最常使用emplace()。您可以只将左边界、右边界和项目传递给它。（仅供参考，“encaps”参数用于确定是否要封装预先存在的项目，如果这些项目恰好是您要输入/创建的项目的子范围。）您也可以在emplace() 上使用分段构造。（感谢我在网上找到的一个博客，它教我如何设置。）

这是图书馆的链接。您应该将它保存在“beneficii”子文件夹中，然后将该子文件夹放在您的包含目录或项目目录或其他目录中。编译器可以在哪里搜索包含文件。该库仅包含标题，因此不存在链接问题。

这里是下载链接：

https://drive.google.com/file/d/1SlBvIqnXwfJfsWv6yJsTm9SfutVok21U/view?usp=sharing

【讨论】：