Java中哪种Map数据结构最有效地获取最高元素？

Question

TreeMap 具有 O(log n) 性能（最佳情况），但是，因为我需要以下 operations 有效：

• 获取最高元素
• 获取 XY 最高元素
• 插入

其他可能性是使用以下内容创建PriorityQueue：

• 使用“index”元素作为优先队列的顺序
• equals 实现只检查“索引”元素是否相等 但这将是一个 hack，因为“equals”方法容易出错（如果在 PriorityQueue 之外使用）。

有更好的结构吗？

下面的更多细节你可能会跳过，因为第一个答案为这个细节提供了很好的答案，但是，我在理论讨论中保持活跃。

注意：我可以使用非标准数据结构，在这个项目中我已经在使用UnrolledLinkedList，因为它很可能是其他用途最有效的结构。

这是一个用例（如果你感兴趣的话）：我正在为一个电脑游戏构建人工智能

  OffensiveNessHistory myOffensiveNess = battle.pl[orderNumber].calculateOffensivenessHistory();

可能的实现：

public class OffensiveNessHistory {
  PriorityQueue<OffensiveNessHistoryEntry> offensivenessEntries = new PriorityQueue<OffensiveNessHistoryEntry>();
..

或

public class OffensiveNessHistory {
  TreeMap<Integer, OffensiveNessHistoryEntry> offensivenessEntries = new TreeMap();
..

我想检查第一名球员的进攻和防守历史，以计算出我应该打出最具进攻性还是防守性的预测。

Answer 1

首先，您应该考虑结构的大小（只优化几个条目可能不值得）和操作的频率。

如果读取比写入更频繁（我假设是这种情况），我会使用一种结构来优化读取插入成本，例如一个排序的ArrayList 插入到使用二进制搜索找到的位置。这将是搜索的 O(log n) + 将其他条目向右移动的成本，但这意味着良好的缓存一致性和 O(1) 查找。

标准PriorityQueue 内部也使用数组，但需要您使用迭代器来获取元素 n（例如，如果您需要中位数或最低条目）。

可能有一些结构可以在保持 O(1) 读取的同时进一步优化写入，但除非这些写入非常频繁，否则您甚至可能不会注意到任何性能提升。

最后，最重要的是，您应该尽量不要优化猜测，而要先进行概要分析。代码的其他部分可能会消耗性能，并且可能会使数据结构的优化变得毫无用处。