是否有另一种方法可以在不使用 if 语句的情况下有条件地增加数组值？ C++

Posted 2023-02-21

【中文标题】是否有另一种方法可以在不使用 if 语句的情况下有条件地增加数组值？ C++

【英文标题】：Is there an alternate way to conditionally increment array values without using if statements? C++

【发布时间】：2019-01-18 18:06:16

【问题描述】：

如果有数组，

int amounts[26] =  0, 0, 0, ...;

并且我希望数组的每个数字表示不同字符串的数量，例如在给定字符串中找到的'a' 中的amounts[0] = amount;，无论如何都可以在不使用 if 语句的情况下递增每个值?

伪代码示例：

int amounts[26] =  0, 0, 0, ...; 
string word = "blahblah";
loop here to check and increment amounts[0] based on amount of 'a's in string
repeat loop for each letter in word.`

在循环结束时，基于字符串单词，数量应该如下：

amounts[0] = 2 ('a')
amounts[1] = 2  ('b')
amounts[2] = 0  ('c')
// etc

【问题讨论】：

你的意思是没有特定的 if 语句，还是没有一般的分支？

如果我理解的话，类似++amounts[word[i] - 'a'];?

您是否愿意将自己限制在特定的字符集，或者您是否正在寻找一个完全通用/便携的解决方案？

【参考方案1】：

鉴于你的例子，假设整个字符串是小写和有效字符，有一个相当简单的解决方案（也就是说，你处理验证）

for (int i = 0; i < word.size(); i++) 
    amounts[word[i]-'a']++; // you can also do a pre-increment if you want

【讨论】：

不要以为这不是便携的。 C++ 需要支持 (EBCDIC) 的字符集之一不会将 a - z 映射到连续范围。

只是补充一下，因为还没有人提到它，这不是便携式的。

就 EBCDIC 问题达成一致 - 尽管很可能没有太大的相关性。更关键的是：如果字符串中同时包含大小写字母或非字母字符怎么办？

@Aconcagua 如果您阅读答案的第一部分“假设整个字符串是小写且有效字符，则有一个相当简单的解决方案（也就是说，您处理验证）”

但是，如果您想要一个更通用（我认为更好）的答案，一种解决方案是将所有需要的字符映射到适当的索引，并且如果该字符不在映射它是一个无效的字符，可以随意处理

【参考方案2】：

你想要什么：

const char char_offset = 'a';
const int num_chars = 26;
std::vector<int> amounts(num_chars, 0);
std::string word = "blahblah";

for (auto c : word) 
  int i = c - char_offset;
  // this if statement is only for range checking.
  // you can remove it if you are sure about the data range.
  if (i >= 0 && i < num_chars)  
    ++amounts[i];
  


for (int i = 0; i < (int)amounts.size(); ++i) 
  std::cout << (char)(char_offset + i) << ": " << amounts[i] << std::endl;

---

Output
a: 2
b: 2
c: 0
d: 0
e: 0
f: 0
g: 0
h: 2
i: 0
j: 0
k: 0
l: 2
m: 0
n: 0
...

【讨论】：

"不使用 if 语句"

这仅用于范围检查。如果您不在乎，当然可以跳过它。

我真的不明白为什么这值得一票否决，其中一些有点冗长但是......？

【参考方案3】：

使用std::unordered_map< std::string, int >。请注意，如果只需要一个字符，则 std::unordered_map 会更有效。 std::string 允许计算复杂的字符串（例如 map["substring"]++ ）

可以使用括号表示法（例如 map[index] ）访问地图，因此可以有效地消除对 if 语句的需要。

#include <string>
#include <unordered_map>
#include <iostream>

int main()

    std::unordered_map< std::string, int > map =   "a",0 ;
    map["a"] += 1;
    std::cout << map["a"];

【讨论】：

似乎std::unordered_map< char, int > 就足够了。并且不需要初始化地图。如果密钥尚未使用，operator[] 将插入一个零元素。

为什么不std::unordered_map< char, int >？当你只需要一个字符时支付std::string 有点过分了。

此外，如果您允许用户将字母表指定为std::string，然后使用循环填充地图，即std::string alpha = "abcdef..."，然后编写一个循环来填充地图从a, 0开始。

OP 说他想“表示不同字符串的数量”，因此使用了 std::string。我可能太从字面上理解了。是的，char 会更有效，但这更灵活。我只是为了更容易看到值是如何保存的而进行初始化的。

【参考方案4】：

一个通用且可移植的解决方案是

const std::string alphabet = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
for (int i = 0; alphabet[i]; ++i)
      amounts[i] = std::count(word.begin(), word.end(), alphabet[i]);

如果你可以假设小写字母的集合是一个连续的范围，这可以简化为

for (char c = 'a'; c <= 'z'; ++c)
    amounts[c - 'a'] = std::count(word.begin(), word.end(), c);

上面没有（公开的）if。当然，没有什么可以阻止 std::count() 使用一个来实现。

【参考方案5】：

以下有相当多的机会成为计数最快的人之一：

std::array<unsigned int, (1U << CHAR_BIT)> counts( );
for(auto c : word)
    counts[c]++;

获取单个值非常有效：

 std::cout << "a: " << counts['a'] << std::endl

遍历字母 - 嗯，需要一个小技巧：

 for(char const* c = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"; *c; ++c)
     // case-insensitive:
     std::cout << *c << ": " << counts[*c] + counts[toupper(*c)] << std::endl;

当然，您正在浪费一些内存 - 这可能会使您再次获得性能损失：如果数组不再适合缓存...

【讨论】：

@Aconcagua - 允许的CHAR_BIT 的最小值是8。 （C++标准参考C标准对<climits>和<limits.h>中宏的规范，C标准设定了8的下限。

对；我误解了你的回答。删除了我的评论。