将 Python 字典转换为 C++

Question

我有一段包含以下代码的Python程序。

d = {}

d[(0,0)] = 0
d[(1,2)] = 1
d[(2,1)] = 2
d[(2,3)] = 3
d[(3,2)] = 4

for (i,j) in d:
    print d[(i,j)], d[(j,i)]

很遗憾，在Python中循环所有键并不够快，我想将这段代码翻译成C++。对于一个以元组为键的Python字典，最好使用哪种C++数据结构？与上面的代码相当的C++代码是什么？

我查看了Boost库中的稀疏矩阵，但找不到仅循环非零元素的简单方法。

- D R

---

你是否考虑过另一种数据布局。如果(i,j)总是与(j,i)配对，那么你可能不需要两者都存储。你可以在构建字典的同时建立关联。你可以只存储(i,j)的字典条目，存储为(d(i,j), d(j,i))。这假设元组中的数字可以任意排序，这可能是正确的。 - Sanjaya R

此外，如果你只是遍历元组，请将它们存储在一个列表中并遍历该列表。 - Sanjaya R

Answer 1

在C++中，词典可以用std::map表示，而包含两个元素的元组则可以用std::pair。

提供的Python代码可翻译为：

#include <iostream>
#include <map>

typedef std::map<std::pair<int, int>, int> Dict;
typedef Dict::const_iterator It;

int main()
{
   Dict d;

   d[std::make_pair(0, 0)] = 0;
   d[std::make_pair(1, 2)] = 1;
   d[std::make_pair(2, 1)] = 2;
   d[std::make_pair(2, 3)] = 3;
   d[std::make_pair(3, 2)] = 4;

   for (It it(d.begin()); it != d.end(); ++it)
   {
      int i(it->first.first);
      int j(it->first.second);
      std::cout <<it->second <<' '
                <<d[std::make_pair(j, i)] <<'\n';
   }
}

- Thomas

---

非常好，干得好。对于像我这样从老派C++升级到现代C++的人来说非常有教育意义。 - Bill Forster

d[*it] 应该改为 it->second。 - Roger Pate

似乎错误是由joshperry的编辑引入的。 - chollida

请注意，使用C++14，std::make_pair(a, b)可以被简单地写成{a, b}，这使得代码看起来更加简洁。 - Romeo Valentin

Answer 2

类型是：

std::map< std::pair<int,int>, int>

添加条目到地图的代码如下：

typedef  std::map< std::pair<int,int>, int> container;

container m;

m[ make_pair(1,2) ] = 3; //...

for(container::iterator i = m.begin();  i != m.end(); ++i){
   std::cout << i.second << ' '; 
   // not really sure how to translate [i,j] [j,i] idiom here easily
}

- catwalk

---

当类型不是一个相关名称时，您不能使用“typename”。 - Roger Pate

@Roger：你说得对，修正了“typename container::iterator”。 - catwalk

Answer 3

请参考Boost.python。这是用于Python和C++之间交互的工具（基本上是使用C++构建Python库，还可将Python嵌入C++程序中）。其中描述了大多数Python数据结构及其对应的C++实现（未检查是否包含所需内容）。

- kriss

Answer 4

std::map或者更可能是std::tr1::unordered_map / boost::unordered_map（也称为hash_map）是您想要的。

另外，正如kriss所说，Boost.Python在这里是一个不错的选择。它已经提供了Python字典类的C++版本，因此如果您正在进行跨语言操作，它可能非常有用。

- Macke

Answer 5

通常情况下，Map 被实现为平衡二叉树而非哈希表。但 Python 字典不是这种情况。因此，你需要一个 C++ O(1) 等效的数据结构来使用你的键值对。

- mszlazak

Answer 6

你想通过Python调用优化的C++例程吗？ 如果是，请继续阅读：

通常我在处理Python中的字典时使用PyYaml。 也许你可以链接一些像LibYAML或yamlcpp这样的东西来：

1. 将Python字典转换为YAML字符串
2. 使用Python调用使用类似SWIG包装的C ++函数，以YAML字符串作为参数。
3. 使用C ++库解析YAML并获得std :: map对象
4. 操作std :: map对象

警告：我从未尝试过这种方法，但在“yaml std :: map”上使用每个人最喜欢的搜索引擎会产生许多有趣的链接

- Pete

Answer 7

作为对你问题的直接回答（关于Python部分请看我的其他回答）。如果你愿意，可以忘记元组部分。在C++中，你可以使用任何映射类型的键/值（哈希等），只需要找到一个唯一的键函数即可。在某些情况下，这可能很容易。例如，如果你有两个整数是介于1和65536之间的整数，你可以使用一个32位整数，每个16位部分都是其中一个键。一个简单的移位和“或”或+来组合两个值就可以解决问题，而且非常高效。

- kriss