std::map 可以在迭代器中有效地拆分为两个 std::map 吗？

如何解决std::map 可以在迭代器中有效地拆分为两个 std::map 吗？

假设我有一个包含数据的 std::map<int,std::string> myMap

1. Red
2. Blue
3. Green
5. Fuchsia
6. Mauve
9. Gamboge
10. Vermillion

还有一个 std::map<int,std::string>::iterator it 指向元素

5. Fuchsia

我想做类似（编造）的事情

std::map<int,std::string> myHead = eject(myMap,myMap.begin(),it);

这将导致 myMap 包含

5. Fuchsia
6. Mauve
9. Gamboge
10. Vermillion

和 myHead 包含

1. Red
2. Blue
3. Green

我可以通过做类似的事情来实现这一点

std::map<int,std::string> myHead;
myHead.insert(myMap.begin(),it);
myMap.erase(myMap.begin(),it);

但这至少在某些情况下似乎不是最理想的，例如如果我选择一个点，以至于我只是从子树上分裂出来。（我承认我实际上并没有仔细考虑这里算法复杂性的实际细节，但是如果我们想象一个值类型复制成本非常高的情况，那么很明显，上面的一般情况下不可能是最优的.)

问题：有没有办法让 std::map 以最佳方式执行此操作，或者我是否必须编写自己的二叉搜索树来访问实现这一目标的内部结构？

解决方法

如果我们说的是渐近复杂性，对于大多数自平衡树类型，您可以在 O(log n) 时间内完成此操作，使用两个通俗称为 split 和 join 的操作。对此有广泛的Wikipedia article。

您无法使用 std::map 获得这种复杂性，您需要推出自己的或第三方的自平衡树实现。如果您需要经常执行此操作，这是非常值得的。使用标准库可以获得的最佳结果是 O(n)，它可能会慢很多数量级。

您可以在 C++11 中的 O(n) 中这样做：

template<class K,class T,class C,class A>
std::map<K,T,C,A> eject(
    std::map<K,A>& my_map,std::map<K,A>::iterator begin,A>::iterator end,) {
    std::map<K,A> result;
    while (begin != end) {
        auto next = std::next(begin);
        // C++11
        result.insert(result.end(),std::move(*begin));
        my_map.erase(begin);
        // C++17 (avoids move and destruct)
        // result.insert(result.end(),my_map.extract(begin));
        begin = next;
    }
    return result;
}

有提取，但它对节点而不是节点范围进行操作。

而且您可以有效地组合地图。

但是没有有效的（比 O(n) 更快）基于范围的提取。

您可以使用move iterators，如下

int main(){
    auto my_map = std::map<int,std::string>{
        {1,"Read"s},{2,"Blue"s},{3,"Green"s},{5,"Fuchsia"s},{6,"Mauve"s},{ 9,"Gamboge"s },{10,"Vermillion"s}
    };
    auto it = my_map.begin();
    std::advance(it,3);
    auto head_map = std::map{
        std::make_move_iterator(my_map.begin()),std::make_move_iterator(it)
    };
    auto tail_map = std::map{
        std::make_move_iterator(it),std::make_move_iterator(my_map.end())
    };
    std::cout << "The Head\n";
    for (auto [key,value]: head_map){
        std::cout << key << ":" << value << " ";
    }
    std::cout << "\n\nThe Tail\n";
    for (auto [key,value]: tail_map){
        std::cout << key << ":" << value << " ";
    }
}

Demo