用于存储两组唯一元素之间的多种关系的 C++ 数据结构

Question

我正在从事一个项目，其中有两组独特的元素。一组中的任何元素都可能与另一组中的任何元素相关。

示例：

第 1 组：{A、B、C}

第 2 组：{1, 2, 3, 4}

允许的关系：

(A, 1) (A, 3)

(B, 1) (B, 4)

(C, 1) (C, 3) (C, 4)

单个关系表示为一对括号内的两个集合元素。

在我的特定项目中，两个集合的元素都是对象，我希望存储的所有对象的所有引用都解析为一个对象（例如，包含 A 的所有关系都将引用同一个对象 A，关系另一端对其他集合的引用也是如此。

我正在考虑使用 Boost bimap 来解决这个问题。我正在研究用于 bimap 左右两半的集合的潜在类型以及这两个集合之间的关系，并一直在尝试确定哪些是正确的。

对于 bimap 的左半部分和右半部分，我认为 set_of CollectionType 是正确的，因为我的两组对象是，嗯，集合，而且我不想在我的 bimap 中复制任何元素。

然而，当我在实践中尝试这个时，我最终无法在插入关系 (A, 1) 之后插入关系 (B, 1)，因为插入必须是在左视图和右视图中都有效，以便它发生。为了纠正这个问题，我将两半的 CollectionType 更改为 multiset_of。所有值都已正确插入，但是，这是否意味着我的 bimap 现在具有原始集合元素的副本？

为了尝试纠正这个问题，我开始考虑更改 bimap 两半之间关系的集合类型。由于关系类型的集合类型默认为bimap的左半部分，我认为multiset_of不正确，指定为set_of。但是，我不确定这是否解决了我原来的问题，即我的原始集合中有多个对象副本。

我真正需要的是查看第 2 组中与第 1 组中的某个元素相关的所有对象。Boost bimap 对我来说是正确的路线吗？我选择的集合和关系类型是否正确？顺便说一句，我正在尝试自定义我的地图以具有快速搜索时间，而不用担心插入时间（删除和修改永远不会发生，地图已初始化，然后仅用于查找）。我应该只写一个自定义数据结构吗？

Answer 1

这让我觉得更多的是图形问题，最好更直接地建模：

struct nodeB;

struct nodeA {
    char label;
    std::vector<nodeB *> assocs;
};

struct nodeB { 
    int label;
    std::vector<nodeA *> assocs;
};

从那里，我猜你想要一个 class 来管理每种类型的集合，并处理添加节点以确保你的不变量得到正确维护。

Answer 2

我完全同意杰瑞的回答。例如，如果您尝试对图形建模，请考虑使用邻接列表、边列表或矩阵表示。

Paul 的回答有点含糊，所以，这里有一个使用 Boost Multi Index 的示例：

Live On Coliru

#include <iostream>
#include <boost/multi_index_container.hpp>
#include <boost/multi_index/mem_fun.hpp>
#include <boost/multi_index/composite_key.hpp>
#include <boost/multi_index/ordered_index.hpp>

struct T1 {
    std::string name;
    bool operator<(T1 const& o) const { return name < o.name; }
};
struct T2 {
    int id;   
    bool operator<(T2 const& o) const { return id < o.id; }
};

namespace bmi = boost::multi_index;

struct Relation {
    T1 const* key1;
    T2 const* key2;

    std::string const& name() const { return key1->name; }
    int                id  () const { return key2->id;   }

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Relation const& r) {
        return os << "(" << r.name() << ", " << r.id() << ")";
    }
};

using RelationTable = bmi::multi_index_container<Relation,
      bmi::indexed_by<
        bmi::ordered_unique<bmi::tag<struct by_composite>, 
            bmi::composite_key<Relation, 
                bmi::const_mem_fun<Relation, std::string const&, &Relation::name>,
                bmi::const_mem_fun<Relation, int, &Relation::id>
            >
        >
    > >;

#include <set>

int main() {
    using namespace std;
    set<T1> set1 { {"A"}, {"B"}, {"C"} };
    set<T2> set2 { {1}, {2}, {3}, {4} };

    // convenient data entry helpers
    auto lookup1 = [&set1](auto key) { return &*set1.find(T1{key}); }; // TODO error check?
    auto lookup2 = [&set2](auto key) { return &*set2.find(T2{key}); };
    auto relate  = [=](auto name, auto id) { return Relation { lookup1(name), lookup2(id) }; };
    // end helpers

    RelationTable relations {
        relate("A", 1), relate("A", 3),
        relate("B", 1), relate("B", 4),
        relate("C", 1), relate("C", 3), relate("C", 4),
    };

    for (auto& rel : relations)
        std::cout << rel << " ";
}

版画

(A, 1) (A, 3) (B, 1) (B, 4) (C, 1) (C, 3) (C, 4)

用于存储两组唯一元素之间的多种关系的 C++ 数据结构

C++ data structure to store multiple relationships between two unique sets of elements

c++

dictionary

boost

bimap

boost-bimap