随机访问链表的数据结构

Question

我需要一个数据结构，它能够为给定的int提供前后邻居，这是结构的一部分。

我为自己设定的一些标准：

• 写一次，多次阅读
• 包含100到1000 int
• 高效：数量级O（1）
• 具有内存效率（理想情况下，整数的大小+一些内务比特）
• 用纯Java实现（没有这个库，我想学习）
• 项目是唯一的
• 没有并发要求
• int是从外部排序的，该顺序很可能不是自然顺序，并且必须保留该顺序（即，没有任何关于两个相邻整数之间的价值差异的合约 - 任何int可能更大或更小比它在顺序中的int）。

这是在Java中，并且主要是理论上的，因为我已经开始使用下面描述的解决方案。

我考虑过的事情：

• LinkedHashSet ：非常快速地找到一个项目，O（1）的顺序，并且非常快速地检索下一个邻居。没有明显的方法来获得前一个邻居没有反向排序集。仅限盒装整数对象。
• int [] ：内存非常简单，因为不需要装箱，非常快速地获取上一个和下一个邻居，项目的检索是O（n），因为索引未知且数组遍历是必需的，这是不可接受的。

我现在使用的是 int []和HashMap的组合：

• HashMap，用于检索int []
中特定int的索引
• int []用于检索该int的邻居

我喜欢什么：

• 邻居查找理想情况下是O（2）
• int []不做拳击
• 表现理论上非常好

我不喜欢：

• HashMap进行两次拳击（键和值）
• 整数被存储两次（在地图和数组中）
• 理论内存使用可以改进很多

我很想知道更好的解决方案。

Answer 1

一种解决方案是在添加元素时对数组进行排序。这样，前一个元素始终为i-1并且为了找到一个值，您可以使用二进制搜索，即O（log（N））。

下一个明显的候选人是balanced binary tree。对于这种结构，insert有点贵，但查找又是O（log（N））。

如果值不是32位，那么您可以通过使用第二个数组来使查找更快，其中每个值都是第一个中的索引，索引是您要查找的值。

更多选项：您可以查看位集，但这又取决于值可以具有的范围。

Commons Lang有一个哈希映射，它使用原始int作为键：http://grepcode.com/file/repo1.maven.org/maven2/commons-lang/commons-lang/2.6/org/apache/commons/lang/IntHashMap.java 但是类型是内部的，所以你必须复制代码才能使用它。

这意味着你不需要自动装箱任何东西（拆箱很便宜）。

相关：

• http://java-performance.info/implementing-world-fastest-java-int-to-int-hash-map/
• HashMap and int as key

Answer 2

  

整数在外部排序，该顺序很可能不是自然顺序，并且必须保留该顺序（即，没有任何关于两个相邻整数之间的价值差异的合约）。

这说＆＃34; Tree＆＃34;对我来说。就像Aaron所说的那样，昂贵的插入但有效的查找，如果你曾经写过一次就是你想要的，阅读很多。

编辑：考虑一下这个，如果一个值只能有一个孩子和一个父母，并且给出了所有其他要求，我认为ArrayList可以正常工作。它简单而且非常快，即使它是O（n）。但是如果数据集增长，那么使用Map-List组合可能会更好。

在使用这些结构时请记住，O（）方面的理论性能并不总是与真实字性能相对应。您需要考虑数据集大小和整体环境。一个例子：ArrayList和HashMap。理论上，List是O（n）用于未排序查找，而Map是O（1）。但是，在创建和管理地图条目时会产生很多开销，实际上在较小的集合上会比List更差。

既然你说你不必担心记忆，我就会远离array。管理大小的复杂性在您指定的数据集大小上是不值得的。