使这个 HashMap 更高效的方法

Question

我有一个 class User 有 3 个对象（？）我不确定术语。

• 一个 (int) ID 代码
• 创建用户的 (int) 日期
• 和一个（字符串）名称

我正在尝试创建一个方法

• 将用户添加到我的数据结构 (1)
• 根据 ID 号返回用户名 (2)
• 返回按日期排序的所有用户的完整列表 (3)
• 返回名称有特定字符串的用户列表，按日期排序(4)
• 返回在特定日期之前加入的用户列表 (5)

我根据加入的年份（2004-2014）制作了 10 个数组，然后按日期再次对数组中的元素进行排序（按月和日排序）

我是否正确地认为这意味着方法 (3) 和 (5) 具有 O(1) 时间复杂度，但 (1)、(4) 和 (2) 具有 O(N)？

还有另一种数据结构/方法可以让我的所有方法使用O(1)？我反复尝试想出一个，但是方法（2）的包含让我很难过。

Answer 1

基于比较的排序总是 O(N*log N)，添加到已经排序的容器是 O(log N)。为避免这种情况，您需要水桶，就像您多年来拥有它们的方式一样。这会以内存换取执行时间。

(1) 只有当你只添加东西到HashMaps 时才可能是 O(1)。

如果您有一个单独的 HashMap 将 ID 映射到用户，则 (2) 可以是 O(1)。

(3) 当然是 O(N) 因为你需要列出所有 N 个用户，但是如果你有一个 HashMap ，其中键是日期，值是用户列表，你只需要通过常量 ( 10 年 * 365 天 + 2) 列出所有用户的数组数量。所以 O(N) 与 (1) 仍然是 O(1)。假设用户在一天之内未排序。

(4) 与3基本相同，实现简单，只是打印量少。您也许可以使用 trie 或其他东西来加速 best case，但它仍然是 O(N)，因为它将是 N 的某些百分比将匹配。

(5) 同(3)，只是可以早点爆发。

Answer 2

您必须做出妥协，并对最常见的操作做出明智的猜测。最常见的操作很有可能是通过 ID 查找用户。因此，HashMap 是理想的结构：它是 O(1)，以及插入到地图中。

要实现按日期排序的用户列表以及给定日期之前的用户列表，最好的数据结构是 TreeSet。 TreeSet 已经排序（因此您的第三次操作将是 O(1)，并且可以在 O(log(n)) 时间内返回排序子集。

但是与 HashMap 并行维护 TreeSet 很麻烦，容易出错，并且会占用内存。插入复杂度将变为 O(log(N))。如果这些不是常见操作，您可以简单地遍历条目并过滤它们/对它们进行排序。绝对忘记你的 10 个阵列。这是不可维护的，TreeSet 是一个更好、更简单的解决方案，不限于 10 年。

无论您选择哪种数据结构，包含给定字符串的用户列表都是 O(N)。

Answer 3

HashMap 不会对任何内容进行排序；它的主要目的/优势是提供接近 O(1) 的查找（您可以将其用于按 ID 进行查找）。如果你需要排序，你应该让类实现Comparable，将它添加到一个List中，然后使用Collections.sort对元素进行排序。

至于效率：

1. O(1)
2. O(1)
3. O(n log n)
4. O(n)（至少）
5. O(n)（或更少，但我认为它必须是 O(n)）

Answer 4

还有另一种数据结构/方法可以让我的所有方法使用 O(1) 吗？

三个 HashMap。这不是数据库，因此您必须手动维护“索引”。