有效地从 Set 中提取前 k 个元素答案

【问题标题】：Extract first k elements from a Set efficiently有效地从 Set 中提取前 k 个元素
【发布时间】：2014-10-26 22:08:17
【问题描述】：

问题

我正在编写一个简单的 Java 程序，其中有一个 TreeSet，其中包含 Comparable 元素（这是我自己编写的一个类）。在特定时刻，我需要仅从中获取前 k 个元素。

我做了什么

目前我为我的问题找到了两种不同的解决方案：

使用我写的一个简单的方法；它从初始 TreeSet 复制前 k 个元素；
使用 Google Guava greatestOf 方法。

对于第二个选项，您需要以这种方式调用该方法： Ordering.natural().greatestOf(mySet, 80))

但我认为使用这种调用是没有用的，因为元素已经排序。我错了吗？

问题

我想在这里问一下，获取包含TreeSet 的前k 个元素的Collection 派生类的正确且有效的方法是什么？

其他信息

Java 版本：>= 7

【问题讨论】：

如果原来的Set 发生变化，您是否希望新集合也发生变化？如果是这样，您可以将 Set 包装在另一个对象中 - 一种非常有效的机制。
生成的Set 永远不会被修改。
我还不想关闭，但它似乎部分欺骗了this thread，至少在它的算法部分。
"...元素已排序..." java.util.SortedSet 的元素已排序。 java.util.Set 的元素没有定义的顺序。（也就是说，允许 Set 的实现以任何顺序迭代其元素。）
@jameslarge 我已经编辑了我的问题。

标签： java algorithm

【解决方案1】：

我建议您使用TreeSet<YourComparableClass> 集合，这似乎是您正在寻找的解决方案。

一个 TreeSet 可以返回一个迭代器，你可以简单地迭代 K 次，通过存储迭代器返回给你的对象：元素将按顺序返回给你。

此外，TreeSet 使您的元素始终保持排序：在任何时候，当您添加或删除元素时，它们会被插入和删除，以便结构保持有序。

这是一个可能的例子：

public static ArrayList<YourComparableClass> getFirstK(TreeSet<YourComparableClass> set, int k) {
    Iterator<YourComparableClass> iterator = set.iterator();
    ArrayList<YourComparableClass> result = new ArrayList<>(k); //to store first K items
    for (int i=0;i<k;i++) result.add(iterator.next()); //iterator returns items in order
    //you should also check iterator.hasNext(); if you are not sure to have always a K<set.size()
    return result;
}

【讨论】：

这个答案可能与我的第一个解决方案有关。对吗？
@AlessandroSuglia 是的，现在你已经编辑了你的问题更清楚你已经想到了这种解决方案
感谢您的建议。但是我认为如果有真正好的东西可用，再写一个方法是没有用的:)
@AlessandroSuglia 实际上 TreeSet 是唯一满足您要求的集合，但它没有提供像您描述的那样的方法，所以如果您想使用 TreeSet 这是更简单的方法.. 如果你想使用番石榴，那就另当别论了 ;)
你可以在一个语句中更优雅地做到这一点：return (ArrayList<YourComparableClass>) set.stream().limit(k).collect(Collectors.toList());

【解决方案2】：

descendingIterator() method of java.util.TreeSet 产生从最大到最小的元素，因此您可以多次执行它，将元素插入到集合中。运行时间为 O(log n + k)，其中 k 是返回的元素数，这肯定足够快。

另一方面，如果您使用的是HashSet，则元素实际上是未排序的，因此您需要使用您指定的线性时间选择方法。

【讨论】：

【解决方案3】：

你可以使用 Guava 的Iterables#limit:

ImmutableList.copyOf(Iterables.limit(yourSet, 7))

http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Iterables.html#limit(java.lang.Iterable, int)

【讨论】：

我正在尝试您的解决方案，它似乎是最好的。