Структура данных для обработки списка из 3 целых чисел

Вы хотите две разные вещи. Один отслеживании всех ребер и позволяет быстрый поиск краевых объектов по индексу (интермедиат, Int, Int) (вероятно, вы не хотите int есть, но что - то вроде size_t или так). Это полностью не зависит от вашей второй цели, разбивающей упорядоченные подмножества.

Общая коллекция (1)

Так как ваша база данных ребер будет скудной (т.е. Только некоторые из возможных индексов будут фактически идентифицироваться как конкретный край), мое предварительное предположение о использовании 3D-матрицы непригодно. Вместо этого вы, вероятно, захотите найти края с хэш-картой.

Насколько это легко, зависит от ожидаемого размера отдельных целых чисел. То есть у вас может быть не более 21 бит на целое число (например, если ваши целые числа являются short int значениями short int, которые имеют только 16 бит), тогда вы можете объединить их в одно 64-битное значение, которое уже имеет std::hash реализация std::hash. В противном случае, вам придется реализовать свой собственный хэш - специализацию, например, std::hash<std::array<uint32_t,3>> (который также довольно легко, и очень наращиваемых).

Как только вы можете хэшировать свой ключ, вы можете выбросить его в std::unordered_map и сделать с ним. Это быстро.

Обнаружение циклы (2)

Затем вы хотите иметь недолговечные структуры данных для идентификации циклов, поэтому вам нужна структура данных, которая распространяется на одном конце, но никогда на другом. Это означает, что вы, вероятно, хорошо работаете с std::vector или, возможно, с std::deque если у вас очень большие экземпляры (но сначала попробуйте вектор!).

Я бы предложил просто сохранить индекс в краю в локальном векторе. Вы всегда можете найти краевой объект в unordered_map. Тогда вопрос заключается в том, как представить индекс. Если Int представляет ваш целочисленный тип (например, int, size_t, short ,...), он, вероятно, наиболее последователен для использования std::array<Int,3> ---, если типы целых чисел отличаются, вы захотите std::tuple<...>.