使用ArrayList执行优先级队列

Question

我目前正在处理一个最小优先级队列，该队列在添加项目时会自行排序。建议的实现将新项添加到已排序的ArrayList的末尾，然后通过列表返回以查找项正确的位置。因此，它与列表中的每个前一个元素交换，直到添加的项目按顺序排列。

我建议在此方法之前使用的实现包括通过排序列表进行比较，标记要插入项的索引，然后使用Java的add（int index，Object O）方法而不是仅添加到最后。

我试图理解2之间的性能差异。我理解如果我插入，则必须纠正所有尾随索引（由类方法处理）。但这是否比在列表中交换效率低得多？

提前感谢任何解释

Answer 1

如前所述，这两个选择都将在O（n）时间内运行（我认为）。然而，第二个选项（即你的初始实现）可能会有更好的常数因素，因为同时移动一组元素可以（并且可能会）比一次移动元素更有效，特别是如果你必须移动大量的元素。所以我会说你的初始实现效率更高，除非你的最终插入点几乎总是接近数组的末尾，此时System.arraycopy()的开销可能占据实际工作所需的时间 - 但不是很多。

我认为您可以将这两种情况视为近似比较bubblesort（建议实现）和插入排序（初始实现）的单次迭代。两者都具有相同的时间复杂度，但是由于操作较少，单次迭代的插入排序几乎总是（或者可能总是？）运行得更快。

以此为例（假设可调整大小的数组）：

int[] a = new int[] {1, 2, 4, 5};

并说你要插入3。

您的初始实施将是这样的：

1. 找到要插入的索引。 3次比较找到index == 2。
2. 在index处移位元素＆gt; 2. 2操作：在一个地方转换5，在一个地方转4。 （这可能是一个操作，具体取决于System.arraycopy()的实现方式）。结果为{1, 2, 0, 4, 5}
3. 插入元素。 1操作。最终结果为{1, 2, 3, 4, 5}。

总计：3次比较，3次操作。

您的新实施将是这样的：

1. 在结尾处插入元素。 1次操作。结果为{1, 2, 4, 5, 3}。
2. 比较看是否需要交换。 1比较。需要交换。
3. 交换。 3操作：将5分配给临时变量，将3分配给索引3，将临时变量分配给索引4.结果为{1, 2, 4, 3, 5}
4. 比较看是否需要交换。 1比较。需要交换。
5. 交换。 3操作：将4分配给临时变量，将3分配给索引2，将临时变量分配给索引3.结果为{1, 2, 3, 4, 5}。
6. 比较看是否需要交换。 1比较。不需要交换。完成。

总计：3次比较，7次操作。

作为旁注，您可能最好使用二分搜索来查找插入点而不是直线搜索。