如何通过结构中的值获取数组中的元素（结构）

Question

假设我有一个包含 integer 的结构。

struct Element 
{
  int number;
  Element(int number) 
  {
    this->number = number;
  }
};

我将创建一个包含许多 Element 结构的向量。

std::vector<Element> array;

假设数组中的所有 Element 结构都已初始化并设置了它们的数字变量。 我的问题是如何根据变量编号立即获取元素？

用 for 循环来完成它是很有可能的，但我目前专注于优化并尽量避免尽可能多的 for 循环。

我希望它像通过索引获取一样即时：

Element wanted_element = array[wanted_number]

一定有某种重载的东西，但我真的不知道要重载什么运算符或东西。

任何帮助表示赞赏:)

Answer 1

通过实施比较器重载，std::find 可用于帮助：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
struct Element 
{
  int number;
  Element(int number) 
  {
    this->number = number;
  }

  bool operator == (Element el)
  {
      return number == el.number;
  }

};


int main()
{

    std::vector<Element> array;
    std::vector<int> test;
    for(int i=0;i<100;i++)
    {
        auto t = clock();
        test.push_back(t);
        array.push_back(Element(t));
    }
    auto valToFind = test[test.size()/2];
    std::cout << "value to find: "<<valToFind<<std::endl;
    Element toFind(valToFind);
    auto it = std::find(array.begin(),array.end(),toFind);
    if(it != array.end())
        std::cout<<"found:" << it->number <<std::endl;
    return 0;
}

上述方法的性能取决于数组中搜索值的 position。 不存在的值和最后一个元素值将花费最多的时间，而第一个元素将最快找到。

如果您需要优化搜索时间，您可以使用另一种数据结构而不是vector 。 例如， std::map在这里使用起来很简单，而且平均速度很快（与 vector-version 的最新元素相比）：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <map>

struct Element 
{
  int number;
  Element(){ number = -1; }
  Element(int number) 
  {
    this->number = number;
  }

};


int main()
{

    std::map<int,Element> mp;
    std::vector<int> test;
    for(int i=0;i<100;i++)
    {
        auto t = clock();
        test.push_back(t);
        mp[t]=Element(t);
    }
    auto valToFind = test[test.size()/2];
    std::cout << "value to find: "<<valToFind<<std::endl;
    auto it = mp.find(valToFind);
    if(it != mp.end())
        std::cout<<"found:" << it->second.number <<std::endl;
    return 0;
}

如果您必须使用矢量，您仍然可以使用矢量附近的 map 以与上述方法相同的方式跟踪其元素，只需在更改矢量时使用额外的 memory 空间和 map 上的额外删除/更新。

你发明的任何东西最终都会像散列或树一样成功。 std::unordered_map 使用哈希，而 std::map 使用红黑树。

如果值的范围非常有限，比如只有 0 到 1000，那么只需将其索引保存在第二个向量中就足够了：

vec[number] = indexOfVector;
Element found = array[vec[number]];

如果范围已满并且您不想使用任何 map 或 unordered_map，您仍然可以在 std::find 方法上使用直接映射缓存。 平均而言，简单的缓存应该减少重复搜索所花费的总时间（你搜索同一个项目的频率？）。