C++ 阵列与映射的性能

我必须在一个大数组中的元素子集上循环，其中每个元素指向另一个元素（问题来自于在一个大图形中检测连接的组件）

我的算法如下： 1.考虑第一元素 2.将下一个元素视为前一个元素所指向的元素。 3.循环，直到没有发现新元素 4.考虑下一个元素在1-3中没有考虑过，回到1。 注意，要考虑的元素数量远小于元素总数。

就我现在所见，我可以：

//create a map of all element, init all values to 0, set to 1 when consider
map<int,int> is_set; // is_set.size() will be equal to N

我知道访问map中的键是O（logn），而它只是数组的常数，但我不知道malloc在创建时是否更昂贵，同时它还需要更多内存？

如果有疑问，衡量两种备选方案的性能。这是确定哪种方法最适合您的应用程序的唯一方法

也就是说，一次性的大型malloc通常并不十分昂贵。另外，尽管map是O（logn），但根据我的经验，大O隐藏了一个相对较大的常量因子，至少对于

std:：map

实现是这样。在这种情况下，如果发现数组方法更快，我不会感到惊讶，但唯一确定的方法是测量

请记住，虽然映射没有大的预先内存分配，但在对象的整个生命周期中它有许多小的分配（每次插入新元素时，您都会得到另一个分配，每次删除元素时，您都会得到另一个空闲分配）。如果您有很多这样的代码，那么可能会导致堆碎片化，这可能会对性能产生负面影响，具体取决于您的应用程序可能同时执行的其他操作

我知道访问map中的键是O（logn），而它只是数组的常量，但我不知道malloc在创建时是否更昂贵，同时它还需要更多内存

地图中的每个条目都是动态分配的，因此，如果动态分配是一个问题，那么它在地图中将是一个更大的问题。对于数据结构，您可以使用位图而不是int的普通数组。在32位

int

s的体系结构中，这将使阵列的大小减少32倍，在大多数情况下，将索引映射到阵列的额外成本将远小于额外内存的成本，因为结构更紧凑，可以容纳更少的缓存线

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还有一些其他的事情要考虑，如集合中元素的密度是否小。如果条目很少（即图形稀疏），则任一选项都可以。作为最后一个选项，您可以使用向量

pair

手动实现映射，并将其缩短，然后使用二进制搜索。这将减少分配的数量，在排序时产生一些额外的成本，并提供比map更紧凑的O（logn）解决方案。尽管如此，我还是会尝试使用位掩码。

如果索引搜索适合您的需要（如常规C样式数组提供的），则可能

std:：map

不适合您。相反，如果需要动态运行时分配或<代码> STD:：数组< /代码>，如果您的集合是固定大小的，并且您只需要最快的边界安全替代C样式指针，请考虑使用<代码> STD::Vector < /C>。

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你可以找到更多关于这方面的信息。

没有那么多解决方案，你可以做

int*is_set=new int[total_size]而不是使用MaloC .@ JojththMas，它是否改变了什么，因为它只是块内存的分配？在你的情况下，没有，但是你的问题被标记为C++，这就是 C++风格> /COD>。不过malloc和new之间是有区别的。@josephthomas:在这种情况下，
new
和
malloc
之间的区别并不重要，因为OP正在分配一个POD数组。我知道，但一个典型的建议是遵守“语言指定的编码标准”.我对位图的这种方法不太熟悉。我将寻找关于这方面的信息和建议，听起来是个有趣的想法。Thx@Arno：已经有一些类型实现了位图（包括
std:：bitset
（固定大小）和臭名昭著的
std:：vector
），基本上每个值只映射到内部表示中的一位。要设置元素N，您需要更新位置（N/32）处的无符号整数，并设置（N%32）位。这提供了数据的紧凑表示。映射的分配不是一个问题，因为元素是有序的，所以我可以从映射的末尾以摊销的恒定时间迭代初始化。更让我困扰的是访问键的复杂性。@Arno：访问数组元素是O（1），这比访问map元素的O（logn）时间要好得多。再说一次，你最好的办法是测量。是的，为什么要把事情复杂化？如果您需要一个没有间隙的数字键，只要在运行时使用
std:：array
（如果大小已知）或
vector
即可。你的钥匙是内置的。为此使用关联容器是对轮子的重新发明，但使其成为方形。
//create a (too) large array (total size), init to 0 the elements to consider
int* is_set = (int*)malloc(total_size * sizeof(int)); // is_set length will be total_size>>N