[C++] Гетерогенный поиск в ассоциативных контейнерах на C++
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Ассоциативные контейнеры в C++ работают с конкретным типом ключа. Для поиска в них по ключу подобного типа (std::string, std::string_view, const char*) мы можем нести существенные потери в производительности. В этой статье я расскажу как этого избежать с помощью относительно недавно добавленной возможности гетерогенного поиска.
Имея контейнер std::map<std::string, int> с мы должны быть проинформированны о возможной высокой цене при поиске (и некоторых других операциях с ключом в виде параметра) по нему в стиле c.find("hello world"). Дело в том, что по умолчанию все эти операции требуют ключ требуемого типа, в нашем случае это std::string. В результате чего при вызове find нам нужно неявно сконструировать ключ типа std::string из const char*, что будет стоить нам в лучшем случае одного лишнего memcpy (если в нашей реализации стандартной библиотеки есть "small string optimization" и ключ короткий), а также лишнего strlen (если компилятор не догадается или не будет иметь возможности вычислить длину строки во время компиляции). В худшем же случае придётся заплатить по полной: выделением и освобождением памяти из кучи для временного ключа на ровном, казалось бы, месте, а это уже может быть сопоставимо с самим временем поиска.
Мы можем избежать ненужной работы с помощью гетерогенного поиска. Функции для его корректной работы добавлены в упорядоченные контейнеры (set, multiset, map, multimap) во всех подобных местах с С++14 стандарта и в неупорядоченные (unordered_set, unordered_multiset, unordered_map, unordered_multimap) с C++20.
// до C++14 мы имели только такие функции поиска
iterator find(const Key& key);
const_iterator find(const Key& key) const;
// начиная с C++14 мы имеем ещё и вот такие
template < class K > iterator find(const K& x);
template < class K > const_iterator find(const K& x) const;
Но, как и всегда, в C++ в этом месте есть подвох, имя ему дефолтный компаратор. Компаратор по умолчанию для нашего std::map<std::string, int> это std::less<std::string> функция сравнения которого объявлена как:
// где T это тип нашего ключа, т.е. std::string
bool operator()(const T& lhs, const T& rhs) const;
Он не может быть использован для нашего гетерогенного сравнения, так как имеет всё такие же проблемы (нужно конструировать конкретный тип ключа). На помощь приходит специализация std::less<void> которая лишена этих проблем.
template <>
struct less<void> {
using is_transparent = void;
template < class T, class U >
bool operator()(T&& t, U&& u) const {
return std::forward<T>(t) < std::forward<U>(u);
}
};
Примерно так выглядит эта специализация, я упустил моменты с constexpr и noexcept для простоты описания.
Пометка is_transparent говорит контейнерам, что этот компаратор умеет гетерогенное сравнение и по ней же становятся доступны новые функции гетерогенного поиска.
Теперь можно объявить контейнер, который будет использовать всё это добро:
std::map<std::string, int, std::less<>> c;
Естественно, можно написать и свой компаратор для своих типов, например, когда отсутствует глобальный operator< для них. Иногда мы просто не можем создать такой временный ключ прозрачно и гетерогенный поиск единственная возможность искать что-то в контейнерах по ключу, например, при хранении std::thread в std::set и поиску по std::thread::id.
struct thread_compare {
using is_transparent = void;
bool operator()(const std::thread& a, const std::thread& b) const {
return a.get_id() < b.get_id();
}
bool operator()(const std::thread& a, std::thread::id b) const {
return a.get_id() < b;
}
bool operator()(std::thread::id a, const std::thread& b) const {
return a < b.get_id();
}
};
// объявляем контейнер с нашим гетерогенным компаратором
std::set<std::thread, thread_compare> threads;
// имеем возможность искать по id
threads.find(std::this_thread::get_id());
Ну и не стоит забывать, что это всё касается не только функции find. Так же это касается функций: count, equal_range, lower_bound, upper_bound и contains.
Счастливого гетерогенного поиска, уважаемый хаброчитатель!
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [C++, Конференции] C++ Russia: что будем обсуждать уже через месяц
- [C++, CGI (графика), Программирование, Работа с 3D-графикой, Разработка игр] Vulkan-tutorial. Урок 1.1 — Вступление (перевод)
- [Высокая производительность, C++, Конференции, VueJS] Бесплатный IT-фестивальчик TechTrain: вторая волна
- [Ненормальное программирование, C, C++, Совершенный код, Программирование] Металингвистический совратитель Си. Опус I: Предварительные ласки
- [C++, C] Обидно за мнения про статические анализаторы кода
- [C++, C] Upsetting Opinions about Static Analyzers
- [C++, Алгоритмы, Математика] Кривые Безье. Немного о пересечениях и как можно проще
- [Open source, Программирование, C++] Релиз акторного фреймворка rotor v0.09 (c++)
- [C, C++, Программирование, Тестирование IT-систем] Тестирование приложений в условиях нехватки памяти
- [Программирование, C++, Биографии гиков, Интервью] Тридцать лет С++. Интервью с Бьерном Страуструпом (перевод)
Теги для поиска: #_c++, #_c++, #_c++14, #_c++17, #_c++20, #_c++
ChapligaPap
Стаж: 3 года 4 месяца
Сообщений: 2
Откуда: Ukraine
Минус: фитбол крайне неустойчив.Вы можете оплатить свой заказ на расчетный счет компании, предварительно согласовав это с менеджером.Выполняйте его по очереди каждой рукой.Для этого также можно использовать либо тренажер МТБ либо эспандер.Они должны быть подвижными и надежными, это важно для поворотов во время занятий.
Бубновский тренажеры дома заказать у популярного завода реабилитационных тренажеров для детей . Магазин товаров для лечения спины Sportbiz.com.ua доставку осуществляет к Вам домой по всей Украине : Житомир , Запорожье , Кропивницкий , Одесса , Тернополь , Ужгород , Хмельницкий курьерской компанией Ночной экспресс или транспортом завода без предоплаты в течении 1-4 дней после заказа. Стоимость доставки 300 грн.
burenokplete
Стаж: 3 года
Сообщений: 2
Откуда: Hungary
<a href=http://delta.rovno.ua/?lng=ru&page=gallery_video&category=8>Лучшие детские площадки купить.</a>
<a href=http://www.lord-novgorod.ru/ru/2006/results.php>Смотрите подробности спортивная площадка тут.</a>
<a href=http://velo-sport.sumy.ua/?p=history&hp=2006>Как выбрать самые лучшие уличные тренажеры.</a>
<a href=http://sport-e-planet.ru/warranty.html>Смотрите подробности гимнастический комплекс уличный</a>
<a href=http://ogorodnikov-rs.ru/info.php?id=45>Продам уличные брусья</a>
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 23-Ноя 00:27
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
|
Ассоциативные контейнеры в C++ работают с конкретным типом ключа. Для поиска в них по ключу подобного типа (std::string, std::string_view, const char*) мы можем нести существенные потери в производительности. В этой статье я расскажу как этого избежать с помощью относительно недавно добавленной возможности гетерогенного поиска. Имея контейнер std::map<std::string, int> с мы должны быть проинформированны о возможной высокой цене при поиске (и некоторых других операциях с ключом в виде параметра) по нему в стиле c.find("hello world"). Дело в том, что по умолчанию все эти операции требуют ключ требуемого типа, в нашем случае это std::string. В результате чего при вызове find нам нужно неявно сконструировать ключ типа std::string из const char*, что будет стоить нам в лучшем случае одного лишнего memcpy (если в нашей реализации стандартной библиотеки есть "small string optimization" и ключ короткий), а также лишнего strlen (если компилятор не догадается или не будет иметь возможности вычислить длину строки во время компиляции). В худшем же случае придётся заплатить по полной: выделением и освобождением памяти из кучи для временного ключа на ровном, казалось бы, месте, а это уже может быть сопоставимо с самим временем поиска. Мы можем избежать ненужной работы с помощью гетерогенного поиска. Функции для его корректной работы добавлены в упорядоченные контейнеры (set, multiset, map, multimap) во всех подобных местах с С++14 стандарта и в неупорядоченные (unordered_set, unordered_multiset, unordered_map, unordered_multimap) с C++20. // до C++14 мы имели только такие функции поиска
iterator find(const Key& key); const_iterator find(const Key& key) const; // начиная с C++14 мы имеем ещё и вот такие template < class K > iterator find(const K& x); template < class K > const_iterator find(const K& x) const; Но, как и всегда, в C++ в этом месте есть подвох, имя ему дефолтный компаратор. Компаратор по умолчанию для нашего std::map<std::string, int> это std::less<std::string> функция сравнения которого объявлена как: // где T это тип нашего ключа, т.е. std::string
bool operator()(const T& lhs, const T& rhs) const; Он не может быть использован для нашего гетерогенного сравнения, так как имеет всё такие же проблемы (нужно конструировать конкретный тип ключа). На помощь приходит специализация std::less<void> которая лишена этих проблем. template <>
struct less<void> { using is_transparent = void; template < class T, class U > bool operator()(T&& t, U&& u) const { return std::forward<T>(t) < std::forward<U>(u); } }; Примерно так выглядит эта специализация, я упустил моменты с constexpr и noexcept для простоты описания.
Теперь можно объявить контейнер, который будет использовать всё это добро: std::map<std::string, int, std::less<>> c;
Естественно, можно написать и свой компаратор для своих типов, например, когда отсутствует глобальный operator< для них. Иногда мы просто не можем создать такой временный ключ прозрачно и гетерогенный поиск единственная возможность искать что-то в контейнерах по ключу, например, при хранении std::thread в std::set и поиску по std::thread::id. struct thread_compare {
using is_transparent = void; bool operator()(const std::thread& a, const std::thread& b) const { return a.get_id() < b.get_id(); } bool operator()(const std::thread& a, std::thread::id b) const { return a.get_id() < b; } bool operator()(std::thread::id a, const std::thread& b) const { return a < b.get_id(); } }; // объявляем контейнер с нашим гетерогенным компаратором std::set<std::thread, thread_compare> threads; // имеем возможность искать по id threads.find(std::this_thread::get_id()); Ну и не стоит забывать, что это всё касается не только функции find. Так же это касается функций: count, equal_range, lower_bound, upper_bound и contains. Счастливого гетерогенного поиска, уважаемый хаброчитатель! =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
|
|
|
ChapligaPap
Стаж: 3 года 4 месяца |
|
|
Минус: фитбол крайне неустойчив.Вы можете оплатить свой заказ на расчетный счет компании, предварительно согласовав это с менеджером.Выполняйте его по очереди каждой рукой.Для этого также можно использовать либо тренажер МТБ либо эспандер.Они должны быть подвижными и надежными, это важно для поворотов во время занятий.
Бубновский тренажеры дома заказать у популярного завода реабилитационных тренажеров для детей . Магазин товаров для лечения спины Sportbiz.com.ua доставку осуществляет к Вам домой по всей Украине : Житомир , Запорожье , Кропивницкий , Одесса , Тернополь , Ужгород , Хмельницкий курьерской компанией Ночной экспресс или транспортом завода без предоплаты в течении 1-4 дней после заказа. Стоимость доставки 300 грн. |
|
|
burenokplete
Стаж: 3 года |
|
|
<a href=http://delta.rovno.ua/?lng=ru&page=gallery_video&category=8>Лучшие детские площадки купить.</a>
<a href=http://www.lord-novgorod.ru/ru/2006/results.php>Смотрите подробности спортивная площадка тут.</a> <a href=http://velo-sport.sumy.ua/?p=history&hp=2006>Как выбрать самые лучшие уличные тренажеры.</a> <a href=http://sport-e-planet.ru/warranty.html>Смотрите подробности гимнастический комплекс уличный</a> <a href=http://ogorodnikov-rs.ru/info.php?id=45>Продам уличные брусья</a> |
|
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 23-Ноя 00:27
Часовой пояс: UTC + 5