如何在Ruby中实现阵列集和排序集

Question

通常，数组实现为内存块，设置为哈希映射，排序集实现为跳过列表。 Ruby中的情况也是如此吗？

我试图在性能和内存占用方面评估Ruby中不同容器的使用

Answer 1

Arrays是Ruby核心库的一部分。每个Ruby实现都有自己的数组实现。 Ruby语言规范仅指定Ruby数组的行为，它没有指定任何特定的实现策略。它甚至没有指定任何强制或至少暗示特定实施策略的性能约束。

然而，大多数Rubyist对数组的性能特征有一些期望，这会强制实现不能满足它们的实现，因为没有人会实际使用它：

• 插入，前置或附加以及删除元素具有O（n）的最坏情况步长复杂度和O（1）的最低情况下的最坏情况步骤复杂度
• 访问元素的最坏情况步骤复杂度为O（1）
• 遍历所有元素具有最坏情况的步骤复杂度O（n）

这意味着数组需要实现为具有指数调整大小的动态数组，否则无法满足这些性能保证。你可能逃脱了一个非常宽而浅的树，但AFAIK没有Ruby实现那样做。

这里是Rubinius's array implementation，我个人觉得最容易阅读所有Ruby实现。 （注意：只有基本要素是用C ++实现的，大多数数组方法都是用Ruby实现的，例如在kernel/common/array.rb中）。

Set和SortedSet是stdlib中set库的一部分。 stdlib在Ruby实现之间基本没有共享（至少实际用Ruby编写的部分，很明显用其他语言编写的部分不能共享），而且由于Set是用Ruby编写的，所以在所有Ruby实现上都可以期待它。

Set实现为Hash，其中只使用了密钥，值只是true：请参阅Set#add in lib/set.rb。

SortedSet由Red-Black-Tree支持，但没有在Ruby中实现。

Answer 2

以前的答案实际上并没有涵盖SortedSet的表现。

• 数组 - 用于按索引添加，删除和访问元素的O（1）
• 哈希（使用哈希表） - O（1）（当然比数组大1）用于按键添加，删除和访问
• Set - 由Hash实现，所以
• SortedSet的：

因此，在阅读代码并使用计算每个比较方法调用的类手动测试之后，结果就是这里。 它试图加载＆＃39; rbtree＆＃39;模块并使用常规Set作为后备。

所以2个选项：

1. RBTree可用，一切都很快，正如预期的那样，每次添加都是O（logN），首先是O（1），soeted_set.to_a是O（N）。
2. RBTree不可用。它使用Set（下面的Hash）并在读取时重新排序。

来自Ruby 2.0.0 set.rb：

def to_a
  (@keys = @hash.keys).sort! unless @keys
  @keys
end

意思是以下代码：

X.times{ sorted_set << num; sorted_set.first }

将是O（XNlog（N）），因为排序是近似Nlog（N）。

所以基本上使用SortedSet而不确保RBTree可用是令人困惑和低效的，因为它在插入时没有使用它排序（二进制搜索）的事实。 因此，在这种情况下，使用普通的Set和array方法可能会更快。

使用常规Set的相同示例：

X.times{ set << num; set.min }

将是O（XN）

一句话，如果你需要SortedSet工作效率，还要添加＆＃39; rbtree＆＃39;到Gemfile。