有效地从数组中弹出元素

Question

考虑一个我们知道从 0 开始依次包含从 0 到 n 的整数的数组。例如：

a=[0,1,2]

现在，我们弹出位置 1 的元素。

a.pop(1)

我们剩下的数组：

[0,2]

我们有 a[0]=0，a[1]=2。 让我们弹出位置 0 的元素。

a.pop(0)

我们只剩下：

[2]

现在，引用 a[0] 将产生 2。

这是我想要的行为，除了弹出操作的时间为 O(n)，因为需要将整个数组复制到左侧。有没有办法更有效地做到这一点，以便每个弹出（或等效）操作不超过 O(log(n))？如果需要，可以占用另一个 O(n) 空间。

在上面显示的操作序列之后，最后查询索引 0 应该仍然返回 2。我尝试将弹出的元素存储在二叉搜索树中（实际上没有弹出），但逻辑变得太复杂了。

Answer 1

您似乎在要求另一种数据结构。链表擅长从任意位置插入和删除，但需要对要插入或删除的位置有一个引用；否则，您将花费 O(n) 扫描到要插入或删除的位置。

据我所知，Python 的标准库中没有链表，但你可以自己实现。

归根结底，您无法在更短的时间内完成“完全相同的事情”；必须付出一些东西。您需要放宽您的一项要求（例如，使用列表类型）。

您可能可以放宽的另一个要求是“现有元素需要保持相同的顺序”。如果您不介意重新排序，可以将 lst[i] 与 lst[-1] 交换。然后，从末尾弹出（这对列表很有效）。这可以很容易地使用 Python 的元组赋值来完成。像这样：

lst[i], lst[-1] = lst[-1], lst[i]  # swap
lst.pop()  # Now, the item that you wanted removed is gone,
           # but the remaining elements are not
           # all in the same order as before,
           # but they mostly are.

这通常是一个可行的选择，因为您并不总是关心列表的顺序。