模拟一堆卡片的最佳容器

Posted 2023-02-22

【中文标题】模拟一堆卡片的最佳容器

【英文标题】：Optimal container to simulate a pile of card

【发布时间】：2015-08-10 21:59:35

【问题描述】：

我正在实现一个游戏，我正在寻找一个合适的容器来模拟一堆卡片。

强制条件：

容器可以随机打乱（需要random iterators，不包括std::list） 容器可以分类 可以弹出第一个元素（从顶部抽一张牌） 可以在末尾插入元素（将卡片丢弃到底部）

到目前为止，我使用的是std::vector<District>，其中District 是代表卡值的enum class。

Live demo

#include <vector>
#include <algorithm>

namespace Citadel

    enum class District
    
        UNINITIALIZED,
        FORTRESS,
        MANOR,
        // etc
    ;

    class DistrictDeck
    
    public:
        void Setup(const std::vector<District>& availableDistricts)
        
            // Simplified filling...
            for (const auto district : availableDistricts)
            
                pileOfCards_.push_back(district);
            

            // Once all cards have been pushed, shuffle them
            std::random_shuffle(std::begin(pileOfCards_), std::end(pileOfCards_));
        

        // Pick a district card from top of the stack
        District Draw()
        
            District district = District::UNINITIALIZED;

            if (pileOfCards_.size() > 0)
            
                district = pileOfCards_.front();
                pileOfCards_.erase(std::begin(pileOfCards_));
            

            return district;
        

        // Put a district card below the bottom of the stack
        void Discard(const District district)
        
            pileOfCards_.push_back(district);
        

    private:
        std::vector<District> pileOfCards_;
    ;


int main()

在我的确切情况下，哪个容器可以替换 std::vector？

【问题讨论】：

std::vector 很好，但您可能还想看看std::deque。

由于卡片是小东西，我只使用固定大小的数组。 C++ 程序员还记得如何使用“原始”数组，不是吗？

@LeeDanielCrocker，一些DistrictDeck 实例可以有更多或更少的卡片，我更喜欢坚持使用动态容器。我知道我可以模板类来构建一个定制的数组，但我喜欢保持较低的维护工作量。

使用vector 作为循环缓冲区，即保留起始和结束索引。它比deque 更好，因为在您的情况下，最大卡片数是有界的，

【参考方案1】：

Vector 可以很好地满足您的目的。使用Fisher Yates Shuffle 可以最佳地执行洗牌 (O(n))。

我还应该注意，基于 std::random_shuffle 的复杂性，这看起来已经是您正在使用的。

【参考方案2】：

首先，保留向量可能是一个不错的选择。

如果您必须经常移除卡片堆开头的元素，并且希望避免向量所需的大量移动，那么您可以选择 deque：

deque<int> q; 
default_random_engine rndgen;
q.push_front(11);
q.push_back(12);                     // requirement 4
q.push_front(15);
q.push_front(20); 
cout << q.front() <<endl;            // requirement 3
q.pop_front();                       //    "   "
cout << q.at(2)<<endl;               // + random access
sort(q.begin(), q.end());            // requirement 2
shuffle(q.begin(), q.end(), rndgen); // requirement 1

live demo

值得一提的是：双端队列具有随机迭代器，在恒定时间内在队列的开头或结尾执行插入/访问，虽然插入可能会使迭代器无效，但对元素的指针和引用仍然有效。

【参考方案3】：

保持矢量怎么样？这似乎是一个合理的选择——你希望在那里保留多少张卡片？连续存储通常更可取，因为这样可以避免大多数内存访问性能问题。

如果您知道要使用的最大卡片数，也可以使用 std::array 或纯数组。

与往常一样，衡量您的表现，看看您是否确实存在性能问题。

【讨论】：

我对 std::vector 的主要担心是关于绘图卡 pileOfCards_.erase(std::begin(pileOfCards_)); 从而转移内存，但我想对于 enum class，这没什么大不了的。

对于少量卡片，复制这些枚举会很快。我猜你也不会每毫秒多次执行这个操作......

没错，我只是想知道一种更好的方法。