C# 中的数据结构，允许 O(1) 中的 Reverse答案

【问题标题】：Data structure in C# that allows Reverse in O(1)C# 中的数据结构，允许 O(1) 中的 Reverse
【发布时间】：2020-02-21 08:24:02
【问题描述】：

我有一些我想遍历的列表，有时从头到尾，有时从头到尾。这个列表永远不会被修改，我会多次遍历它。当我想从头到尾迭代时，我想避免在 O(n) 中反转列表的操作。

是否有一些数据结构允许这样做？

我认为 C# 中的（双重）LinkedList 实现允许这种行为很简单（通过保持列表开头的内部引用），但我不认为它是这样实现的大大地。如果我错了，你能提供一个链接吗？

【问题讨论】：

您可以使用数组向前和向后迭代。
就此而言，您可以向前和向后迭代任何内容，只要它具有完整的键控索引器和 Count 字段。
显然没有涵盖所有可能性，但reverse foreach 问题中有大量列表/数组示例...
你能告诉你在找到这样一个结构时遇到了什么麻烦吗？比如Array、List等为什么不适合？
大多数时候，您可以简单地保留一个布尔值curOrder，然后在迭代时使用它来选择a[i] 或a[n-i-1]。在更复杂的情况下（例如，反转多个子段），有时可以使用陷阱。

标签： c# list data-structures reverse

【解决方案1】：

任何具有直接索引访问和长度（数组、列表、字符串、文件流）的数据结构都允许在 O(1) 时间内完成“反向”的表示（注意它本身就是反向的，显然迭代所有项目仍然是 O (n)。

Possible to iterate backwards through a foreach? 中有几个示例，其中“yield return”suggested by Jon Skeet 是最灵活的方式（可能性能略低于 for）：

public static IEnumerable<T> FastReverse<T>(this IList<T> items)
{
    for (int i = items.Count-1; i >= 0; i--)
    {
        yield return items[i];
    }
}

作为Patrick Roberts commented，您还可以使用其他看起来像数组的数据结构 - 即具有顺序 int 键和已知高/低边界的字典可以工作（这大致是 JavaScript 数组的工作方式）。

确实，双链表（C# 中的LinkedList）是只需要正向和反向迭代时选择的数据结构......但是转换数组/列表（已经给你 O(1) 的方式来表示反向迭代）是不值得的。根据其他要求，完全切换到链表可能是一种选择。

请注意，从理论的角度来看，如果您无论如何都需要遍历所有元素，那么在反向上花费 O(n) 不会改变整体复杂性。

【讨论】：

谢谢！这比我想象的要简单。