C++加速地图访问

Question

我定义了以下地图：

class xy_angle {
public:
    int x;
    int y;
    int angle;

    xy_angle(int x, int y, int angle) :x(x), y(y), angle(angle){};

};

class xy_angleComparator {
public:
    bool operator () (const xy_angle &a, const xy_angle &b) const {
        if (a.x != b.x)
            return a.x < b.x;
        else if (a.y != b.y)
            return a.y < b.y;
        else if (a.angle != b.angle)
            return a.angle < b.angle;
        else
            return false;
    }
};

std::map<xy_angle, std::pair<int, int>, xy_angleComparator> transformed_coordinates_lut_;

当我初始化包含它的类时，我会填充它：

//creating LUTs
int half_patch_size=48;
for (int x_start = -half_patch_size; x_start <= half_patch_size; x_start++){
    for (int y_start = -half_patch_size; y_start <= half_patch_size; y_start++){
        for (int angle = -314; angle < 314; angle++){
            float angle_f = (float)angle / 100.f;
            double cos_theta = cos(angle_f);
            double sin_theta = sin(angle_f);

            int x_tranformed = (int)(((float)x_start)*cos_theta - ((float)y_start)*sin_theta);
            int y_tranformed = (int)(((float)x_start)*sin_theta + ((float)y_start)*cos_theta);

            if (x_tranformed > half_patch_size)
                x_tranformed = half_patch_size;

            if (x_tranformed < -half_patch_size)
                x_tranformed = -half_patch_size;

            if (y_tranformed > half_patch_size)
                y_tranformed = half_patch_size;

            if (y_tranformed < -half_patch_size)
                y_tranformed = -half_patch_size;

            transformed_coordinates_lut_[xy_angle(x_start, y_start, angle)] = std::pair<int, int>(x_tranformed, y_tranformed);
        }
    }
}

我使用以下代码访问它：

int ax2 = transformed_coordinates_lut_[xy_angle(ax, ay, theta)].first;
int ay2 = transformed_coordinates_lut_[xy_angle(ax, ay, theta)].second;

我用一大组随机密钥测量了地图的访问时间，这是相当疯狂的。它完全控制了使用它的函数的运行时间。

有办法加快速度吗？

谢谢!

吉尔。

Answer 1

您可以使用三维数组代替：f[x_start][y_start][angle]。它将占用相同(或更少)的空间，因为您无论如何都有所有可能的键。当然，您也可以使用适当的索引来模拟平面向量的三维数组.这种方法保证了您的固定时间查找。

Answer 2

无论您使用哪个容器，此代码都是错误的：

int ax2 = transformed_coordinates_lut_[xy_angle(ax, ay, theta)].first;
int ay2 = transformed_coordinates_lut_[xy_angle(ax, ay, theta)].second;

你做了两次相同的查找！绝对缓存结果：

auto& a2 = transformed_coordinates_lut_[xy_angle(ax, ay, theta)];
int ax2 = a2.first;
int ay2 = a2.second;

现在只要加快工作的进度就行了。最不需要做的就是把一个不同的关联容器类型分拆出来：

using MapType = std::unordered_map<xy_angle,
                                   std::pair<int, int>,
                                   xy_angle_hash>; // implement this hash

这将为您提供O(1)查找，而不是您当前在使用std::map的代码中看到的O(lg N)。但是，如果您真的想花很多时间探索这个容器，我建议您只包装它，这样您就可以控制实现了：

class TransformMap
{
public:
    std::pair<int, int>& operator()(const xy_angle& );

private:
    // is it std::map?
    // or std::unordered_map?
    // or 3D-array or vector or ... ?
};