Java：优先级队列实现可按正确顺序迭代

Question

我正在寻找Java中PQ的一些实现，它允许以PQ顺序迭代 - 首先是元素，接下来是下一个等等。我尝试使用TreeSet（实现NavigableSet）但它会导致一个问题。就我而言：

• 我正在使用Comparator作为我的对象
• 由于某些外部操作而导致的优先级更改
• 如果优先级发生变化我知道哪个对象，但我不知道它是先前的优先级

作为最后一点的结果 - 当我想更新其优先级时，我无法在TreeSet中找到我的元素：/ 你碰巧知道：聪明的方式服从这个吗？或者是以“好”方式迭代的PQ的一些实现？或者我应该创建一些链接数据结构来匹配对象与它们在树中的位置？

更新：

• 并发不是问题
• 对象无法从TreeSet中删除，因为它的优先级已更改，因此Comparator将进行不同的评估，并且在此数据结构中将找不到对象。插入不是问题。
• 我无法使用compareTo方法，因为此优先级不是比较这些对象的正确方法。这就是我需要使用Comparator
的原因

可能的解决方案：

• 创建类PrioritizedObject，将按优先级进行比较并保留我的对象
• 使用地图：我的对象 - ＆gt; PrioritizedObject
• 将PrioritizedObject保留在某些NavigableSet
中

我会使用此地图从NavigableSet中删除对象。如果我添加一些内容，当然会用新元素更新它。 问题是我必须从此NavigableSet包装迭代器以获取迭代器返回我的对象​​。

有没有更好的解决方案？

Answer 1

我建议使用ConcurrentSkipListSet而不是TreeSet，因为它是线程安全的。如果您知道优先级正在发生变化的对象，则可以调用remove(objToChange)，更改其优先级，然后将其重新添加到集合中。

要非常小心地将equals，hashcode和compareTo方法依赖于可变字段的任何对象添加到集合中。

编辑：我认为任何解决方案最终都会看起来像PrioritizedObject这对我来说似乎没问题。如果要迭代对象，请使用Map.keySet。

Answer 2

如果并发不是问题，那么您需要做的就是在更新元素的优先级后立即重新排序树。如果我理解问题，这个草图应该适合你。

示例元素：

public class Element implements Comparable<Element> {

private final Integer id;
private Integer priority;

public Element(Integer id, Integer priority) {
    this.id = id;
    this.priority = priority;
}

@Override
public String toString() {
    return "Element{" + "id=" + id + ", priority=" + priority + '}';
}

public Integer getPriority() {
    return priority;
}

public void setPriority(Integer priority) {
    this.priority = priority;
}

@Override
public int compareTo(Element o) {
    if (o == null) {
        throw new NullPointerException();
    }
    return priority.compareTo(o.priority);
}
}

草图：

public class Tree {

public static TreeSet<Element> priorityQueue = new TreeSet<Element>();

public static void dump(TreeSet<Element> in) {
    for (Element e : in) {
        System.out.println(e);
    }

}

public static void updatePriority(Element e, int newPriority) {
    if (priorityQueue.remove(e)) {
        e.setPriority(newPriority);
        priorityQueue.add(e);
    }
}

public static void main(String[] args) {

    int id;
    Element lastElement = null;
    for (int i = 0;i < 10 ; i++) {
        id = (int)(Math.random()*1000);
        priorityQueue.add(lastElement = new Element(id, id));
    }
    dump(priorityQueue);
    updatePriority(lastElement, 0);
    System.out.println("updating "+lastElement+ " priority to 0");
    dump(priorityQueue);

}
}

您可以通过从treeset中删除元素，设置新优先级然后重新插入来更新元素。此方案的更新操作的复杂性为2*O(log(n)) = O(log(n))

更新：

我能理解的最好的是：你有两个标准需要排序/索引。当我遇到同样的问题时，我使用了这个approach，但this是一个非常有趣的方法，我强烈建议您阅读。

Answer 3

  

如果优先级发生变化我知道哪个对象，但我不知道它是先前的优先级

您无需了解其先前的优先级。您所要做的就是将其删除并重新插入。