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具有高效增删改查的Java数据结构

coder 2024-03-30 原文

我需要一个可以高效地添加、删除和访问随机对象的 Java 数据结构。

这是行不通的:

ArrayList 具有高效的添加(恒定时间)和随机访问(只是使用随机整数“获取”)，但删除可能需要线性时间，因为它可能需要在整个列表中搜索它。

TreeSet 或 HashSet 具有高效的添加和删除，但我不知道如何获取随机对象。

有什么想法吗？

理论上，如果我可以自己用随机的左或右遍历树，B 树就可以工作，但我认为标准的 Java 类没有给我这种能力。

如果标准 Java 类中的任何内容都不起作用，我愿意使用第三方库。

我不需要支持重复项或空值，也不需要线程安全。

谢谢。

最佳答案

如果您无序删除列表，您可以使用 ArrayList/HashMap 对(其中映射将存储列表中对象的索引)来实现。删除时，不是将列表中的所有后续元素都向下移动一个位置，而是移动最后一个元素以填充已删除项的空间。那么在移除过程中最多需要接触两个不同的元素。一个简单的例子(我还没有测试过，希望我没有搞砸):

class SpecialSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E> {
    private final List<E> list = new ArrayList<>();
    private final Map<E,Integer> indexMap = new HashMap<>();

    @Override
    public boolean add(E e) {
        if (contains(e)) return false;
        indexMap.put(e, list.size());
        list.add(e);
        return true;
    }

    @Override
    public boolean remove(Object o) {
        Integer indexBoxed = indexMap.remove(o);
        if (indexBoxed == null) return false;
        int index = indexBoxed;
        int last = list.size() - 1;
        E element = list.remove(last);
        if (index != last) {
            indexMap.put(element, index);
            list.set(index, element);
        }
        return true;
    }

    public E removeRandom() {
        E element = list.get((int)(Math.random() * size()));
        remove(element);
        return element;
    }

    @Override
    public boolean contains(Object o) {
        return indexMap.containsKey(o);
    }

    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return list.iterator();
    }

    @Override
    public int size() {
        return list.size();
    }
}

根据您想要的对象相等性测试行为，您可以将 HashMap 换成 IdentityHashMap 以获得更快的速度。

关于具有高效增删改查的Java数据结构，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/23463634/

删改Javasectionreturnlistsearchdata-structuresrandom

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