Очередь с уникальными записями в С++

Ответ 1

Как насчет дополнительной структуры данных для отслеживания уникальности:

std::queue<Foo> q;
std::set<std::reference_wrapper<Foo>> s;

// to add:

void add(Foo const & x)
{
    if (s.find(x) == s.end())
    {
        q.push_back(x);
        s.insert(std::ref(q.back()));  // or "s.emplace(q.back());"
    }
}

Или, наоборот, измените роли очереди и набора:

std::set<Foo> s;
std::queue<std::reference_wrapper<Foo>> q;

void add(Foo const & x)
{
    auto p = s.insert(x);       // std::pair<std::set<Foo>::iterator, bool>
    if (s.second)
    {
        q.push_back(std::ref(*s.first));  // or "q.emplace_back(*s.first);"
    }
}

Ответ 2

очереди:

• используйте std:: set для поддержки набора уникальных элементов
• добавить любой элемент, который вы могли бы добавить в std:: set в std:: queue

освобождение пакета из очереди:

• удалить элемент из std:: queue и std:: set

Ответ 3

std::queue является адаптером контейнера и использует относительно мало членов базового Container. Вы можете легко реализовать пользовательский контейнер, содержащий оба: a unordered_map из reference_wrapper<T> и a deque<T>. Ему нужны хотя бы члены front и push_back. Проверьте внутри hash_map, когда push_back вашего контейнера вызывается и соответственно отклоняется (возможно, выбрасывает). Чтобы привести полный пример:

#include <iostream>
#include <set>
#include <deque>
#include <queue>
#include <unordered_set>
#include <functional>

namespace std {

// partial specialization for reference_wrapper
// is this really necessary?
template<typename T>
class hash<std::reference_wrapper<T>> {
public:
  std::size_t operator()(std::reference_wrapper<T> x) const 
  { return std::hash<T>()(x.get()); }
};

}

template <typename T>
class my_container {
  // important: this really needs to be a deque and only front
  // insertion/deletion is allowed to not get dangling references
  typedef std::deque<T> storage;
  typedef std::reference_wrapper<const T> c_ref_w;
  typedef std::reference_wrapper<T> ref_w;
public:  
  typedef typename storage::value_type value_type;
  typedef typename storage::reference reference; 
  typedef typename storage::const_reference const_reference; 
  typedef typename storage::size_type size_type;

  // no move semantics
  void push_back(const T& t) {
    auto it = lookup_.find(std::cref(t));
    if(it != end(lookup_)) {
      // is already inserted report error
      return;
    }
    store_.push_back(t);
    // this is important to not have dangling references
    lookup_.insert(store_.back());
  }

  // trivial functions

  bool empty() const { return store_.empty(); }
  const T& front() const { return store_.front(); }
  T& front() { return store_.front(); }

  void pop_front() { lookup_.erase(store_.front()); store_.pop_front();  }
private:
  // look-up mechanism
  std::unordered_set<c_ref_w> lookup_;
  // underlying storage
  storage store_;
};

int main()
{
  // reference wrapper for int ends up being silly 
  // but good for larger objects
  std::queue<int, my_container<int>> q;
  q.push(2);
  q.push(3);
  q.push(2);
  q.push(4);
  while(!q.empty()) {
    std::cout << q.front() << std::endl;
    q.pop();
  }

  return 0;
}

EDIT:. Вы хотите сделать my_container подходящую модель контейнера (возможно, также распределители), но это еще один полный вопрос. Благодаря Кристиану Рау за указание ошибок.

Ответ 4

Существует один очень важный момент, о котором вы не упоминали в своем вопросе, и это то, что ваша очередь элементов отсортирована или имеет какой-то порядок (называемый a очередь приоритетов) или несортированный (называемый простым FIFO). Решение, которое вы выберете, будет зависеть только от ответа на этот вопрос.

• Если ваша очередь не сортирована, то сохранение дополнительной структуры данных в дополнение к вашей очереди будет более эффективным. Использование второй структуры, которая каким-то образом упорядочена для хранения содержимого вашей очереди, позволит вам проверить, существует ли элемент в вашей очереди или не намного быстрее, чем сканирование самой очереди. Добавление в конец несортированной очереди занимает постоянное время и может быть выполнено очень эффективно.

• Если ваша очередь должна быть отсортирована, то размещение объекта в очереди требует, чтобы вы знали позицию position в очереди, что требует, чтобы очередь проверялась в любом случае. Как только вы знаете позицию позиции, вы знаете, является ли элемент дублирующимся, потому что если он дублирует, то элемент уже будет существовать в этой позиции в очереди. В этом случае вся работа может выполняться оптимально в самой очереди и не требует никакой дополнительной структуры данных.

Выбор структур данных зависит от вас. Однако для (1) вторичная структура данных не должна быть никаким списком или массивом, в противном случае будет более неэффективно сканировать ваш вторичный индекс, чтобы сканировать исходную очередь.