在 Java 中使用 Bag 的原因

Question

我目前正在研究算法和数据结构，在阅读《算法之书》第 4 版时，我发现了 Bag 数据结构以及 Stack 和 Queue。 在阅读了它的解释之后，我仍然不清楚我更喜欢使用Bag（没有remove() 方法）而不是其他数据结构，例如Stack、Queue、LinkedList还是Set？ 据我从书中了解到，Bag 的实现与Stack 的实现相同，只是将push() 的名称替换为add() 并删除pop() 方法。

所以Bag 的想法基本上是能够收集物品，然后遍历收集的物品，检查一个袋子是否是空的，并找出其中的物品数量。 但是在哪种情况下我最好使用Bag 而不是上述集合之一？为什么Bag 基本上没有remove() 方法？有什么具体原因吗？

提前致谢。

Answer 1

Stack 是具有特定移除顺序 = LIFO（后进先出）的元素集合的 ADT，允许重复，

Queue 是具有特定移除顺序 = FIFO（先进先出）的元素集合的 ADT，允许重复，

LinkedList是列表的实现，

Set 是不允许重复的元素集合的 ADT，

Bag 是允许重复的元素集合的 ADT。

一般来说，任何包含元素的东西都是Collection。 任何允许重复的集合为Bag，否则为Set。 任何通过索引访问元素的包都是List。 在最后一个元素之后附加新元素并具有从头部（第一个索引）删除元素的方法的包是Queue。 在最后一个元素之后附加新元素并具有从尾部（最后一个索引）删除元素的方法的包是Stack。

示例：在 Java 中，LinkedList 是一个集合、包、列表、队列，您也可以像使用堆栈一样使用它，因为它支持堆栈操作 (add~addLast~push, peekLast, removeLast~pop)，所以你也可以调用它stack。它没有实现Stack 接口的原因是peek 方法被Queue 实现保留，它检索列表的头部（第一个元素）。因此对于LinkedList，“堆栈方法”派生自Deque。

Bag 是否包含remove(Object) 可能取决于实现 e。 G。您可以实现自己的支持此操作的Bag 类型。您还可以实现get(int) 操作来访问指定索引上的对象。 get(int) 的时间复杂度取决于您的实现 e。 G。一个可以通过链表实现Bag，因此复杂度平均为 O(n/2)，另一种通过可调整大小的数组（数组列表）通过索引直接访问元素，因此复杂度为 O( 1）。

但Bag 的主要思想是，它允许通过此集合进行复制和迭代。是否支持其他有用的操作取决于实现者的设计决策。

使用哪一种集合类型取决于您的需要，如果不需要重复，您可以使用Set 而不是Bag。此外，如果您关心删除顺序，您会选择Stack 或Queue，它们基本上是具有特定删除顺序的Bags。您可以将Bag 视为Stack 和Queue 的超类型，通过特定操作扩展其api。

大多数时候，您只需要收集对象并以某种方式处理它们（迭代 + 元素处理）。因此，您将使用最简单的Bag 实现，它是一个定向链表。