用Java编程2D网格

Question

在Java中编写二维网格块时使用的最佳数据结构是什么？网格上的平铺应该可以通过它们的位置轻松引用，以便可以有效地计算邻居和路径。它应该是2D阵列吗？一个ArrayList？还有别的吗？

Answer 1

如果你不太担心速度或内存，你可以简单地使用2D数组 - 这应该可以运行得很好。

如果速度和/或内存是您的问题，那么这取决于内存使用情况和访问模式。

如果您需要高性能，可以使用单维数组。您将正确的索引计算为y * wdt + x。这有两个潜在的问题：缓存未命中和内存使用。

如果你知道你的访问模式是你大部分时间都在获取元素的邻居，那么如上所述将2D空间映射到1D数组可能会导致缓存未命中 - 你希望邻居在内存中关闭和来自2个不同行的邻居不是。您可能必须以不同的顺序将2d图块映射到1d阵列。例如，请参阅Hilbert curves。

为了更好地使用内存，如果您知道大部分图块始终相同（例如始终为草图），则可能需要实现sparse array或quad tree。两者都可以非常有效地实现，并考虑到缓存感知（稀疏数组链接就是这方面的好例子）。另一个好处是可以动态扩展这些。但是，为了实现这一点，您将始终必须支付额外的间接级别。

注意：如果您担心性能，请小心使用HashMap等通用类，键类型为基本类型或特殊位置类 - 您每次都必须分配一个对象您索引哈希映射或支付装箱/拆箱的价格。除此之外，哈希映射将不允许您进行有效的空间查询（例如，给我存在于给定对象的半径R中的所有对象 - 四叉树对此更好）。

Answer 2

如果网格具有固定尺寸，请使用2D数组。如果您需要动态大小，请使用ArrayLists的ArrayList。

Answer 3

如果您计划将东西插入特定位置，那么2D阵列似乎是一个不错的选择。只要它固定大小。

Answer 4

要使用的数据结构实际上取决于您将要执行的操作类型：

如果网格中有意义的位置（非零/非默认）的数量相当低（＆lt;＆lt; nxm ），则使用散列映射可能会更节省空间，映射（x，y）对特定图块的位置。此外，您可以更有效地迭代有意义的位置。此外，您可以将对相邻切片的引用存储到每个切片，以加快路径/邻域遍历。

如果您的网格密集地填充了“信息”，您应该考虑使用2d数组或ArrayList（如果您在某些时候将泛型类型作为“tile-type”涉及，则必须使用ArrayLists，因为Java确实如此）不允许泛型类型的原生数组）。

Answer 5

如果你只需要迭代网格和单元格的随机寻址，那么MyCellType [] []应该没问题。对于这些用例，这在空间和（人们期望的）时间方面是最有效的。