Java.util 包中是否有可索引的排序列表？答案

【问题标题】：Is there an indexable sorted list in the Java.util package?Java.util 包中是否有可索引的排序列表？
【发布时间】：2011-05-14 00:59:17
【问题描述】：

我正在寻找 java.util 包中的数据结构。我需要它满足以下要求：

元素的数量（理论上）是无限的。
元素按升序排序。
您可以获得第 n 个元素（快速）。
您可以删除第 n 个元素（快速）。

我希望找到一个可索引的跳过列表，但我没有。他们是否有任何符合我所说的要求的数据结构？

【问题讨论】：

@Michael：谢谢。我的意思是有序列表。已更正。

标签： java data-structures collections sortedlist

【解决方案1】：

看PriorityQueue。

如果您的数据结构中不需要类似的元素，那么通常的 TreeSet 也符合您的要求。

【讨论】：

我无法获取/删除优先级队列中的第 n 个元素。只有第一个元素

【解决方案2】：

TreeSet 为您提供自然排序的功能，同时将元素添加到列表中。但是如果你不需要这个并且 Collections.sort() 是允许的，你可以使用简单的ArrayList。

【讨论】：

ArrayList - 元素没有排序。 TreeSet - 无法获取/删除第 n 个元素（如果我有键，则只能获取/删除一个元素）
是的，我知道，但它可以排序，例如，如果集合在某个时刻已满且不再更新。

【解决方案3】：

这个问题很像

Sorted array list in Java

看看my answer to that question。

基本上它建议如下：

class SortedArrayList<T> extends ArrayList<T> {

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public void insertSorted(T value) {
        add(value);
        Comparable<T> cmp = (Comparable<T>) value;
        for (int i = size()-1; i > 0 && cmp.compareTo(get(i-1)) < 0; i--) {
            T tmp = get(i);
            set(i, get(i-1));
            set(i-1, tmp);
        }
    }
}

关于您的第一个要求的注释：“元素的数量是无限的。”：

您可能希望将其限制为“元素的数量不应小于 2³¹-1...”，否则您将排除所有选项由 Java 数组支持。（您可以使用例如 LinkedList 来处理任意数量的元素，但我看不出如何在其中进行快速查找。）

【讨论】：

扩展特定的集合实现很少是一个好主意。尤其是当您尝试执行新合同时（在您的情况下，添加方法可能会破坏排序）。查看Properties 类，了解不该做什么！
从 ArrayList 中删除是一个 O(n) 操作。我没有更好的想法，但认为应该指出这一点。
@barjak，这是一个很好的观点。例如，可以重写这些方法并抛出 UnsupportedOperationException。尽管如此，我还是不明白为什么仅仅因为这个而从头开始实现 List 接口会更好......
@user852631，好点。还应该注意的是，insertSorted 也在 O(n) 中，而它可能可以通过使用不同的数据结构在 O(log n) 中实现。
因为没有理由绑定到ArrayList。例如，如果您想要一个具有“迭代器永不失败”属性的SortedList，那么您的解决方案就不能被重用。您必须重做相同的工作，但这次扩展 CopyOnWriteArrayList 而不是 ArrayList。如果您在这里使用组合而不是继承，那么您可以使用您想要的任何实现后端（例如，在实例化时）。这是Properties 类的错误：它扩展了几乎被弃用的Hashtable 类，这个事实不能再改变了。

【解决方案4】：

考虑将List 与Collections.sort() 结合使用。

【讨论】：

List只是一个接口，提出一个实现。

【解决方案5】：

不存在满足所有条件的简单数据结构。

据我所知，唯一能满足所有要求的是indexable skip list。但是，我不知道任何现成的 Java 实现。

【讨论】：

另一种数据结构是可索引的搜索树。一个简单的例子是一个二叉搜索树，它也存储了每个节点的子树的大小。

【解决方案6】：

根据 dwb 对List<T> 和Collections.sort() 的声明，您可以使用ArrayList<T>，因为它实现了List<T>（并且不像Vector<T> 那样同步，除非您当然想要那个开销）。这可能是您最好的选择，因为他们（Sun）通常会对这些领域进行大量研究（无论如何我所见）。如果您需要按“默认”以外的其他内容进行排序（即您没有对整数列表等进行排序），请提供您自己的比较器。

编辑：唯一不符合您要求的是快速删除...

【讨论】：

【解决方案7】：

Java 标准库中没有这样的容器。

当我需要具有这些属性的数据结构时，我使用List 实现（通常是ArrayList，但没关系），并且我使用Collections.binarySearch 进行所有插入。

如果我必须将排序列表封装为可重用类，我会实现 List 接口，将所有方法委托给“标准”List 实现（它甚至可以作为参数传递给构造函数）。我会通过抛出异常（UnsupportedOperationException）来实现每个插入方法（add、addAll、set、Iterator's remove），这样没有人可以破坏“始终排序”的属性。最后，我将提供一个方法insertSorted，它会使用Collections.binarySearch 进行插入。

【讨论】：