Question

我正在寻找一种数据结构，

大小无限制。
保持其元素的插入顺序。
在列表的开头和结尾（最好是固定时间）有效插入。
在现有元素之前或之后（最好在固定时间内）有效插入。

我排除了ArrayList，因为插入列表的开头效率不高。

表面LinkedList应该是一个完美的选择，但实际上Java实现在插入现有元素之前或之后效率不高（即，它遍历整个列表以查找插入位置）。

（我个人不需要存储重复的元素，但其他人可能会存储）

动机：我正在建立一个事件队列，该队列允许偶尔作弊（在现有事件之前或之后插入）。

Answer 1

老实说，我认为LinkedList的自定义实现将是一种方法：

具有无限大小。
- 是的。
保持其元素的插入顺序。
- 是的。
在列表的开头和结尾高效插入（最好在固定时间内插入）。
- 是，是O（1）。
在现有元素之前或之后（最好在固定时间内）高效插入。
- 如果在插入/删除元素时保持Map<?, Node>，则可以在恒定时间内访问Node（及其上一个/下一个节点），并以这种方式插入/删除。

根据事件的总数（事件可以作弊的频率），还可以考虑线性时间，从而允许您使用API的LinkedList实现。

Answer 2

AVL树怎么样？由于树始终是平衡的，因此它的高度为O（log（N）），其中N是树中的节点数。这将导致最坏的情况还插入O（log（N））。

我相信您所寻找的东西将尽可能接近固定的时间。抱歉，如果这不是答案，我的声誉不足，还没有发表评论：/

Answer 3

我正在建立一个事件队列，该队列允许偶尔作弊（在现有事件之前或之后插入）。

如果作弊很少见，请使用您自己的基于数组的结构。 java.util.ArrayDeque处理O（1）的两端，但不能在中间插入。可以轻松添加它们，但是复杂度为O（n）。

请注意，LinkedList的大多数操作（由于其糟糕的数据位置）比ArrayList和ArrayDeque慢得多。

让我们假设，您非常需要在中间插入固定时间。像

insertAfter(existingElement, newElement);

java.util.LinkedList的问题在于它没有这样的操作。它只有ListIterator，它允许您在中间插入，但这仅在您首先定位迭代器（O（n））时才有用。

因此，您需要自己的链接列表。基本实现相当简单，您还需要直接访问其节点（包含next和prev链接的内容，而不是您add的内容）。然后维护一个Map<MyThing, MyListNode>，使您可以找到existingElement的节点。现在，您只需为newElement创建一个新节点，正确地链接它（基本上是微不足道的，但是有一些极端情况）并更新地图。

要消除边界情况（第一个/最后一个/唯一节点），请将两个虚拟节点（prefirst和postlast）添加到链接列表。显然，这些是不会存储在地图中的唯一节点。它们使实现变得非常简单，例如

void insertAfter(MyThing existingElement, MyThing newElement) {
   Node found = map.get(existingElement);
   if (found == null) throw ...
   Node newNode = new Node(newElement);
   map.put(newElement, newNode);

   // Link newNode where it belongs to.
   newNode.next = found.next;
   newNode.prev = found;

   // Fix links.
   newNode.prev.next = newNode;
   newNode.next.prev = newNode;   
}

void insertFirst(MyThing newElement) {
   Node found = prefirst;

   // All the remaining code is simply copied from above.
   // Factor it out.

   Node newNode = new Node(newElement);
   map.put(newElement, newNode);

   // Link newNode where it belongs to.
   newNode.next = found.next;
   newNode.prev = found;

   // Fix links.
   newNode.prev.next = newNode;
   newNode.next.prev = newNode;   
}

Answer 4

使用LinkedHashMap。

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速度很快（因为基本上是使用键在O(1)中找到元素的。）
允许随时随地插入元素（为此，您需要考虑一个好钥匙-设计一个对您的排序逻辑有意义的hashCode()和equals()）。

Map接口的哈希表和链表实现，带有可预测的迭代顺序。此实现不同于HashMap 因为它维护了遍历其所有内容的双向链表条目。此链表定义了迭代顺序，即通常，将键插入地图的顺序（插入顺序）。

我不赞成自定义集合，因为您将花费大量时间重新发明轮子，然后最终得出一个结论，那就是最好使用LinkedHashMap。

请注意，此集合不是线程安全的。

Answer 5

我通常将c ++ 11的forward_list用于需要在任何位置进行最佳插入的操作。它基于单链表。参见forward_list。

转发列表是序列容器，允许在序列中的任何位置进行恒定时间的插入和擦除操作。请参见forward_list的第一句话

如果您最关心的是优化，那么为什么不切换到c ++。我不确定Java中是否存在这样的功能。请注意，尽管forward_list提供恒定的时间插入，但是您不能直接通过位置访问元素。

一般来说，当您说要插入某个位置时，对于链表。有两种情况：

您已引用该位置的节点。在这种情况下，时间复杂度为O（1）
您只有索引。时间复杂度将为O（n）

在端点和元素之前/之后以恒定时间插入的数据结构？

5 个答案: