C++ 寻找最有效的数据结构来创建索引文件

我有一个视频文件，它由许多连续的二进制数据帧组成。每个帧还有一个唯一的时间戳（它不是文件中的序列号，而是摄像机在记录时提供的值）。另一方面，我有一个API函数，它根据帧的序列号检索该帧。让事情变得更复杂一点——我有一个播放器，它提供了时间戳，并且应该获得该帧的二进制数据

另一件可悲的事情是：时间戳不是连续的。它们可以是连续的，但不能保证，因为环绕可能发生在最大无符号短大小附近。 所以时间戳序列可以是 54567, 54568, ... , 65535, 65536 , ... 或
54567，54568，…，65535，0，1

因此，它可能如下所示：

Frame 0
timestamp 54567
binary data
........
Frame 1
timestamp 54569
binary data
........
Frame 2
timestamp 54579
binary data
.
.
.
Frame n
timestamp m
binary data

0 <= n <= 65536 (MAX_UNSIGNED_SHORT)
0 <= m <= MAX_UNSIGNED_INT

第0帧
时间戳54567
二进制数据
........
第1帧
时间戳54569
二进制数据
........
第2帧
时间戳54579
二进制数据
.
.
.
帧n
时间戳m
二进制数据
0这里有一系列的权衡

您的索引文件已经是一个数据结构的转储：一个数组。如果您不打算经常插入或删除帧，并将此数组保持在排序顺序中，则可以很容易地对数组执行二进制搜索（使用
std:：binary_search
）。插入和删除采用O（N），但搜索仍然是O（logn）。数组将占用更少的内存空间，并且从索引文件读取和写入的速度更快

如果您正在进行大量的插入和删除帧，那么转换为
std:：map
结构将提供更好的性能。如果帧的数量很大，或者您想用它们存储更多的元数据，那么您可能需要查看一个，或者只使用像或这样的嵌入式数据库。这两种方法都实现了B树索引，并且都是经过良好测试的代码。
我们似乎应该能够做出以下假设：
a） 视频文件本身在创建后不会被修改
b） 播放器可能希望在正常播放时找到连续帧
c） 玩家可能希望找到随机帧，即在进行FF、REW或跳过或跳到章节时

考虑到这一点，为什么不只做一个将帧Id和帧索引关联起来的HashMap呢？您可以创建一次，播放器可以读取它，然后可以对请求的帧进行简单且有时间限制的查找。
只需将帧数据存储在一个数组中，其中索引表示帧编号。然后创建一个从相机索引到帧编号的散列映射。您可以在O（1）中获取属于帧编号或摄影机索引的帧，同时仅使用比当前方法更多的内存

或者，您可以维护一个按帧编号索引的数组，该数组存储（摄影机索引，数据）对，并在需要按摄影机索引访问时对其执行O（logn）二进制搜索。这利用了摄影机索引已排序的事实

<>在C++的标准库中，散列映射可用为> STD:：unOrdEdEdMult/<代码>（如果编译器/ STL支持它们，这可能不是因为它们最近才被添加到C++标准），尽管基于树的代码> STD:：MAP< /COD>（用O（log n）查找）可能足够好用于这个目的。
二进制搜索的实现方式是
std:：binary_search
二者之间没有相关性（除了它们都在严格增加）？我猜“帧索引”是一个时间戳？不会严格影响你将得到的答案，但名称有点笨拙。您可能会在开放的“框架索引”中找到一些有用的信息，可以将其视为“时间戳”。我同意这些并不是最好的名称：（你是说
std:：unordered_map
，而不是
HashMap
。这是个不错的主意，不过，如果帧数很小，那么hash函数可能比搜索二叉树或排序数组花费更多。这是一个公平点，但帧数通常相当大（我以前在摩托罗拉的视频点播组工作）。当然，这取决于你是在播放10-30秒的广告还是2小时的电影：-）我在图像分析方面的大部分工作都是在200帧或更少（更长，信号通常会变淡）的细胞电影上进行的。遗憾的是，几乎没有完美和通用的解决方案。@JerryCoffin建议的插值搜索似乎对这一特定数据是个好主意。目前的帧数不会超过65536