C++ 查找未使用的最低数字

我已经设置了一个std映射来映射一些数字，在这一点上，我知道我从一个映射到什么数字，例如：

std::map<int, int> myMap;

map[1] = 2;
map[2] = 4;
map[3] = 6;

有什么简单的方法吗

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我考虑在将数字添加到地图时建立一个有序的数字列表，这样我就可以只查找1，而不查找它，使用它，添加它等等。

我会使用一个双向地图类来解决这个问题。这样，您可以简单地检查值1是否存在等

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使用bimap的好处是，已经有了可靠的bimap实现，即使搜索下一个自由数为O（n），也只有当n较大时才有问题（或者，如果n适中，并且经常调用）。总体而言，这是一个简单的实现，不太可能容易出错且易于维护

如果n很大，或者此操作执行得非常频繁，那么投入精力实施更高级的解决方案是值得的。IMHO.

类似于

typedef std::set<int> SetType;
SetType used;           // The already used numbers
int freeCounter = 1;    // The first available free number

void AddToMap(int i)
{
    used.insert(i);
    // Actually add the value to map
}

void GetNewNumber()
{
    SetType::iterator iter = used.lower_bound(freeCounter);
    while (iter != used.end() && *iter == freeCounter)
    {
        ++iter;
        ++freeCounter;
    }
    return freeCounter++;
}

typedef std:：set SetType；
使用的SetType；//已经使用的数字
int freeconter=1；//第一个可用的免费号码
无效添加映射（int i）
{
使用。插入（i）；
//实际上，将值添加到映射中
}
void GetNewNumber（）
{
SetType:：迭代器iter=used.lower_-bound（freeCounter）；
while（iter！=used.end（）&&&*iter==freeCounter）
{
++iter；
++免费计数器；
}
返回freeCounter++；
}

如果您的映射非常大，但非常稀疏，这将像o（log（N））一样工作，其中N是映射中的项数-在大多数情况下，您不必迭代集合，也不需要执行几个步骤。

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否则，如果映射中有很少的间隙，那么您最好在[1..maxValueInMap]范围内有一组空闲项。

在UNIX内核中查找最低的未使用数是一个非常常见的操作，因为每个

打开
/
套接字
/等等。系统调用应该绑定到最低的未使用FD数

在Linux上，中的算法是：


跟踪
下一个\u fd
，一个低水位线——它不一定100%准确
每当释放FD时，
next\u FD=min（FD，next\u FD）
要分配FD，请从下一步开始搜索位图。FD是线性的，但仍然非常快，因为它一次每长跨步需要
位

分配FD后，
next\u FD=FD+1

FreeBSD遵循相同的思想：从
intfd_freefile；/*大约为下一个可用文件*/
，并向上搜索位图


然而，这些都是在假设大多数流程很少有FD打开的情况下运行的，很少有FD打开了数千个FD。如果数字会更高，有稀疏的洞，常见的解决方案（据我所见）是

#包括
#包括
#包括
使用名称空间std；
int高水位线=0；
向量未使用的_数=向量（）；
int get_new_number（）{
如果（已使用\u number.empty（））
返回高水位标记++；
pop_heap（未使用的_number.begin（）、未使用的_number.end（）、greater（））；
返回未使用的_编号。弹出_back（）；
}
无效循环编号（整数编号）{
未使用的_编号。将_向后推（编号）；
push_heap（未使用的_numbers.begin（）、未使用的_numbers.end（）、greater（））；
}

（未经测试的代码…想法是：保持一个高水位线；尝试从低于高水位线的
未使用的
处偷取，或者从高水位线处偷取；返回到
未使用的
）

如果你假设使用的数字是稀疏的，那么Dmitry的解决方案更有意义。
这隐藏了算法。。。哪一个是Q。哪个算法用于搜索该类上的键控项？检查值n是否存在以查找最低可用声音，就像一个O（n）练习。这是一个比乍一看更好的算法。请注意，尽管对GetNewNumber（）的某些调用可能需要执行许多步骤，但freeCounter的总次数会增加（因此GetNewNumber（）的总运行时间除以集合操作的对数因子）以映射中指定的项数为界（因为如果已指定N个数字，则freeCounter会增加）≤ N+1）。因此，如果您已分配到map[N]，那么到目前为止对GetNewNumber（）的所有调用将只花费O（N log N）时间：GetNewNumber是O（log N）摊销的。（换句话说，即使映射不是稀疏的，该算法也能很好地工作；它总是O（logN）摊销。）GetNewNumber（）是基于索引值协调的常见缺失项搜索，但我仍然可以理解为什么你们说这是一个O（logN）函数。我希望最低值是INT_MIN和INT_MIN+1？如果它是一个映射，正如我在对另一个答案的评论中指出的那样，另一个解决方案实际上并不要求使用的数字是稀疏的（至少要达到对数因子）。这个答案很有趣：这个问题似乎只有插入，没有删除，并且可能分配了任意高的数字，但是你的是插入和删除，总的“范围”足够小，可以保留一个未使用的数字列表。我提到“稀疏”是因为如果你一次只有5个未使用的数字，O（5）很好而且很小，但是如果其中有一半未使用，O（logn）（相对而言）要大得多。
typedef std::set<int> SetType;
SetType used;           // The already used numbers
int freeCounter = 1;    // The first available free number

void AddToMap(int i)
{
    used.insert(i);
    // Actually add the value to map
}

void GetNewNumber()
{
    SetType::iterator iter = used.lower_bound(freeCounter);
    while (iter != used.end() && *iter == freeCounter)
    {
        ++iter;
        ++freeCounter;
    }
    return freeCounter++;
}

#include <algorithm>
#include <functional>
#include <vector>

using namespace std;

int high_water_mark = 0;
vector<int> unused_numbers = vector<int>();

int get_new_number() {
    if (used_numbers.empty())
        return high_water_mark++;
    pop_heap(unused_numbers.begin(), unused_numbers.end(), greater<int>());
    return unused_numbers.pop_back();
}

void recycle_number(int number) {
    unused_numbers.push_back(number);
    push_heap(unused_numbers.begin(), unused_numbers.end(), greater<int>());
}