存储元素的最佳数据结构是什么，只检索一次然后删除？

Question

我想设计一个用于存储元素的数据结构，在插入后只会检索一次，之后会被删除。

我无法使用堆栈或队列，因为无法保证检索顺序。

[编辑] - 我想使用连续的记忆（我宁愿不时地避免做malloc）而且我也更喜欢搜索。

Answer 1

我认为算法的选择需要更多关于它将如何使用的信息。从你的评论中你想要比线性搜索更好，我假设搜索速度很重要。您对连续内存的评论让我相信您希望最大限度地减少内存消耗。我建议自平衡树结构（Red-Black树）可能是合适的。它会分摊日志（N）插入/删除，允许您实现我概述的两个目标。如果内存使用不是问题，哈希表对于查找会更有效。您可以在连续内存中实现有界大小的树 - 尽管实际元素本身不一定是连续的。

另一方面，如果我知道插入的顺序是随机的，但是检索的顺序是确定性的并且按键排序，那么我可能建议使用堆实现priority queue。

Answer 2

将仓库需求与数据结构分开。

你说你想要连续的内存 - 我假设你想要抓住一块内存并完全在内存中工作，而不是随着时间的推移分配更多的片段。

现在最简单的情况是在内存块中通过环形缓冲区实现的队列。我认为你想要更好的东西，因为你没有在这里发生过这种情况。

所以某种形式的平衡树听起来就像你需要的那样。选择可能取决于到达键的模式。随机？上升？

皱纹是从你的块中分配内存而不是使用普通的堆分配器，这可能意味着保留一个空闲列表。

知道为什么要重视连续的内存块会很有趣。

Answer 3

花园品种链表符合您的要求。但是，改进您的要求会产生更好的建议。

例如：

1. 速度重要吗？链接列表会占用搜索时间和分配/免费开销。
2. 您是否担心内存碎片？具有大量插入/删除活动的链接列表会随着时间的推移严重破坏内存。
3. 数据集的界限是什么？如果您期望一个相对有限的数据集，那么命中表可能会比可以增长到任意大小的链表更好。

Answer 4

可能是哈希表或某种树。由于你正在进行大量删除，如果你使用哈希表，它（几乎）需要通过链接来处理冲突。

假设元素大小相同，您可能还需要考虑编写自己的代码来分配元素，以便在元素被删除后轻松地重用元素空间。

编辑：IMO，您可能不想要链接列表。虽然链表使删除本身保持恒定速度，但找到一个元素是线性的，因此总速度为O（N + K）= O（N）。对于哈希表，预期速度为O（1），对于树O（lg N）。

Answer 5

显然是双重链表。 “你希望你的记忆是连续的”是什么意思？无论你使用哪种数据结构，它都只会是连续的，直到你删除一个元素，之后你必须打包数据以保持连续性。而且严肃地说，当你需要在每次删除后平均移动一半的记录时，无论你使用哪种数据结构都无关紧要，你无论如何都要搞砸了。只需使用动态数组。

Answer 6

使用red-black tree和memory pool分配来自连续内存块的项目。 Sample implementations of red-black trees written in C are readily available。大多数应该很容易修改，以支持自定义内存分配器，如果他们还没有提供该功能。

Answer 7

听起来你想要那种无处不在的数据结构 - 数组。在你的情况下是一个动态分配的，类似于C ++ std :: vector类提供的。

Answer 8

您可以使用（双重）链接列表并保持内存连续。

分配一大块内存来保存所有节点，并跟踪为数据存储分配的节点。

您可以使用多种方法管理预分配的内存。

一种方法是使用可用节点的队列或堆栈，可以取出一个空闲节点，编写数据并将其添加到链表中。完成节点后，将其从链表中删除并将其放回队列/堆栈中。

根据您的堆栈/队列实现，这可能相当于维护两个链接列表。有一点想法应该是一个有效且简约的数据结构和底层代码的设计。