C++ 压缩字典具有非常快的int->；数据查找和快速反向查找（搜索/插入/删除数据）？

我想实现一个字典，将唯一的异构数据（变量）与唯一的

int

配对，这样我就可以重复

int

，而不是重复值（可能很大）。需要时，我会通过字典将其转换为原始值

数据集很大，因此

O（1）

中的（int->data）很重要。（data->int）和insert/delete都应该是

O（logn）

average case，因为这些操作不太重要。数据的顺序无关紧要，但insert/delete不能使现有的int键失效

我尝试了哈希表和SSTable方法。对于哈希表，即使使用哈希值作为指示符，而不是将其与值一起存储，所需的存储也相当高。碰撞降低了效率，但所有操作的摊销复杂性都是

O（1）

。另一方面，SSTable提供了更为复杂的操作，并复制了值（一次用于向量存储，一次用于映射索引）。总体内存消耗仅略低于哈希表字典

词典摘要中的要求：

• 查找整型->数据：O（1）
• 查找数据->最坏情况下的int:O（日志n）
• 插入：最坏情况下为O（对数n）
• 移除：最坏情况下为O（logn）[或者其他方式，如垃圾收集，如果不一直运行，可能会执行更差的操作]
• 可能的最低内存要求

---

有没有一种方法可以改进字典的设计，以进一步减少内存需求，同时保留

O（1）

int->数据查找和合理的插入/删除/data->int？

您可以使用侵入式链表。例如：

struct Node {
    Node *prev, *next;
    variant<int, float, vector<string>> data;
};

现在，当您调用

delete node

时，它将从列表中消失

---

可以预见，Boost的实现具有许多奇特的特性：

您可以使用侵入式链表。例如：

struct Node {
    Node *prev, *next;
    variant<int, float, vector<string>> data;
};

现在，当您调用

delete node

时，它将从列表中消失

---

可以预见，Boost的实现具有许多奇特的特性：

如果

int

->数据速度是最重要的，那么您应该将其设置为一个数组索引操作

将数据对象保存在

std:：vector forward\u映射中。int->data只是一个
正向映射[i]
查找，它是一个O（1），具有尽可能低的常数因子


使用单独的数据结构支持搜索/插入/删除操作。
根据“数据”对象支持的比较操作的不同，二叉搜索树或二叉树可能是不错的选择。BST/集合的“值”类型只是一个
int
，但是那些
int
s上的比较实际上是比较
forward\u map[i]
，而不是根据
i

因此，假设您有一个
std:：无序集reverse\u map
。（使用STL容器实际上并不容易，请参见下文。）

实际上，我们使用集合作为映射：键是
向前映射[val]
，值是
int val
本身。

要查找给定
int k
的反向映射条目，您需要实际搜索它以查找
正向映射[k]


const data_t&lookup（int k）{return forward_map[k]；}

int搜索（常量数据&）：
反向映射。find（）
非常有效

删除（常量数据&）：搜索并删除反向地图条目，返回
int k
。将
k
添加到前向映射的后进先出自由列表中。（不要触摸forward_map条目。如果需要检测forward_map条目释放后的使用情况，请在此点或其他位置将其归零。）
插入（常量数据&）：检查自由列表的头部是否有可重复使用的条目，否则
向前映射。向后推（）
k
=您在前进地图中放置条目的位置。将
k
添加到反向映射

为避免存储另一份
数据\t
项，反向映射需要在其搜索操作中引用正向映射

由于缓存未命中，使用基于哈希表而不是搜索树的反向映射有一个潜在的巨大优势。通常，将键与树节点进行比较所需的所有数据都存在于节点中，但在本例中，它是对forward_map的引用。不仅可以从反向映射本身缓存未命中的加载，还可以向前映射[k]。（与无序CPU上的已知地址情况不同，来自未知地址的加载无法提前开始，因此这非常糟糕）。推测性执行可能会启动反向映射的下一次加载，但情况仍然很糟糕哈希表需要的总密钥比较要少得多，这是一个很大的优势


使用STL容器？
在这里使用STL容器有一个非常强的鸡和蛋问题<强>：考虑一个<代码> STD:：unOrdEdEdSt< <代码>：键类型是“代码> int <代码>。我们将使用一个自定义的
KeyEqual
函数，该函数基于
forward\u map[i]
进行比较。但是只有
.find（const-Key&Key）
，而不是
.find（const-data&u-t&）

一个难看的解决方法是将
数据临时复制到
转发映射中的一个空闲槽中，这样它就有了一个索引，我们可以传递到
无序集：：find
，但这种额外的复制是愚蠢的

另一个坏选项（可能不会在编译时进行优化）是一个带有虚拟函数的类，用于访问
数据。地图上有一个带符号的类