如何实现sparse_vector类

Question

我正在实现一个模板化的sparse_vector类。它就像一个向量，但它只存储与默认构造值不同的元素。

因此，sparse_vector会为值为非T（）的所有索引存储 lazily-sorted 索引值对。

我的实现基于数值库中现有的稀疏向量 - 尽管我也会处理非数字类型T.我查看了boost::numeric::ublas::coordinate_vector和eigen::SparseVector。

两个商店：

size_t* indices_;  // a dynamic array
T* values_;  // a dynamic array 
int size_;
int capacity_;

他们为什么不单纯使用

vector<pair<size_t, T>> data_;

我的主要问题是两个系统的利弊是什么，哪个最终更好？

对向量管理size_和capacity_，并简化了附带的迭代器类;它也有一个内存块而不是两个，所以它会产生一半的重新分配，并且可能有更好的引用位置。

另一种解决方案可能会更快地搜索，因为在搜索过程中缓存行仅填充了索引数据。如果T是8字节类型，可能还有一些对齐优势？

在我看来，对的矢量是更好的解决方案，但两个容器都选择了另一种解决方案。为什么呢？

Answer 1

将索引放在单独的列表中会使查找速度更快 - 正如您所建议的那样，它会更有效地使用缓存，特别是如果T很大。

如果您想实施自己的，为什么不使用std::map（或std::unordered_map）？密钥会更大，但实施时间将接近于零！

Answer 2

实际上，似乎他们重新发明了轮子（可以这么说）。

我个人会根据您的需要考虑2个库：

• Loki，Loki::AssocVector - ＆gt;通过vector实现的地图界面（您希望这样做）
• Boost.Iterator，其iterator_adaptor类。通过Composition实现新容器非常容易。

作为评论，我会注意到您可能希望更加通用，其值与T()不同，因为这会将T强加为DefaultConstructible。你可以提供一个T const&的构造函数。在编写通用容器时，最好尽量减少必要的要求（只要不影响性能）。

另外，我想提醒您，使用vector存储的想法对于少量值非常有用，但您可能希望将基础容器更改为经典map或unordered_map如果值的数量增加。它可能值得分析/计时。请注意，STL使用容器适配器（如stack）提供此功能，即使它可能会使实现稍微困难。

玩得开心。