如何使用带有“外部”键的 std::unordered_map

Question

我的目标是编写一个 class，它的工作原理类似于 unordered_map，但保持元素的插入顺序，同时仍允许通过键进行 O(1) 查找。

我的方法如下：

// like unordered_map but keeps the order of the elements for iteration
// implemented as a vector with a unordered_map for constant time lookups
// consider if element removal is needed, since it is O(N) because of the use of a vector of elements
template <typename KEY, typename VAL>
struct ordered_map {
    struct KeyValue {
        KEY key;
        VAL value;
    };

    std::vector<KeyValue> elements; // KeyValue pairs in order of insertion to allow iteration
    std::unordered_map<KEY, int> indexmap; // key -> index map to allow O(1) lookup, is there a way to avoid the redundant key?
    
    //...
}

但是我有一个问题，在我的方法中，我想使用“外部”存储到它的键（在基于映射中的索引值的元素向量中）来查找索引映射。

例如std::sort允许传入一个比较器，但 unordered_sap 似乎没有任何类似的东西。

我真的无法在网上找到有关如何完成此操作的任何信息，但我可能会使用错误的术语进行搜索。

stl 完全支持这种方法吗？

或者我是否需要两次存储 Key ，我想避免这种情况，因为键可以是堆对象，例如 std::strings 。

编辑： unordered_map 而不是 unordered_set 不起作用

Answer 1

我的目标是编写一个 class 像 unordered_map 一样工作，但保持元素的插入顺序，同时仍然允许通过键进行 O(1) 查找

...并且无需复制密钥，以防万一它很大和/或很昂贵。

所以，你想要两件事：

1. 具有与std::unordered_map相同语义的常量时间关联查找（没有重复的键，或者您会/应该要求std::unordered_multimap ）
2. 顺序索引跟踪插入顺序

您已选择使用顺序容器实现关联查找，并使用关联容器实现顺序索引。 我不知道为什么，但让我们尝试更自然的选择：

1. 关联查找应该只是std::unordered_map<Key, SomeValueType>
2. 顺序索引可以只是std::vector<SomeValueType*>

剩下的空白是SomeValueType ：它可能只是VAL ，但是每当我们删除某些东西时，我们都需要做额外的工作来修复顺序索引。 我们可以改为std::pair<VAL, size_t> ，这样它就可以存储我们需要在擦除时删除的迭代器的索引i 。 不利的一面是，除了将所有i+1..N个向量元素向下移动一个之外，我们还需要更新每个 map 元素的索引值。

如果要保留恒定时间擦除，则可能需要将顺序索引设为std::list<SomeValueType*> ，并在 map 元素中保留std::list::iterator 。 链表上的实际线性迭代会比向量慢，但在擦除元素时会得到相同的复杂性。

---

注意。 顺序索引确实需要存储指针而不是迭代器——我最初忘记了无序映射的失效行为。 但是，如果您想访问密钥，它们显然可以是std::unordered_map<key, SomeValueType>::value_type指针......我只是写出了较短的替代方案。