为这个问题选择正确的数据结构：循环链表、列表、数组或其他答案

【问题标题】：Choosing the right data structure for this problem: circular linked list, list, array or something else为这个问题选择正确的数据结构：循环链表、列表、数组或其他
【发布时间】：2009-06-22 17:34:41
【问题描述】：

我的要求是针对每种类型 T，我有许多元素（在 1-30+ 之间），首先我需要随机项目，然后我需要下一个，当我到达最后一个项目时，它应该返回第一个，依此类推。

所以说T是Icon，集合是Images（实例）。

我想拥有：

// program start:

Icon icon = RandomIcon(); // say 5th one for this case

// user clicks next icon:

icon = current++; (6, 7, 8, 1, 2, ...)

对我来说，循环链表是有意义的，除了我必须做 O(n)，其中 n 是随机索引。

我想要最干净，最好的实现，因此问题。

【问题讨论】：

标签： c# .net performance data-structures

【解决方案1】：

另一种可能的解决方案是创建一个链表，其底层数据结构是一个数组。这样，您可以在 O(1) 处进行索引，同时保持“循环”

public class myLL
{
    private T[] items;
    private int i;
    private int max_size;

    public T GetCurrent() {
        return items[i];
    }

    public T GetNext() {
        i = i++ % max_size;
        return items[i];
    }
}

【讨论】：

如果（由于某种原因）列表大小是可变的，并且事先不知道，List 将具有类似的行为

【解决方案2】：

我会考虑在内部使用包含数组或 List 的自定义类，并制作一个从任何索引开始并围绕循环进行枚举的自定义枚举器。

我认为这比 LinkedList 更好的主要原因与这一行有关：

Icon icon = RandomIcon(); // say 5th one for this case

从可索引的集合中获取随机项比从链表中获取随机项要容易得多，性能也更高......而且有 30 个元素，无论哪种情况，枚举都会很快。

要处理循环中的迭代，您只需要这样：

class CircularlyEnumerableList<T>
{
    private List<T> list;

    // Implement whatever you need for list...

    IEnumerable<T> EnumerateFromElement(int index)
    {
        for (int i=index; i<list.Count; ++i)
             yield return list[i];

        for (int i=0; i<index; ++i)
             yield return list[i];
    }
}

【讨论】：

谢谢里德。在这种情况下如何调用“GetNextItem”？我必须调用内部 IEnumerable 方法？
谢谢里德。我不知何故以为你会使用foreach。所以在这种情况下，2个for循环比将随机索引代码放在枚举器内要好，对吧？随机索引代码应该在构造函数中吗？我就是这么想的。
Joan：我会把它放在一边，这样你就可以拥有你的图标列表，然后做一些你填写一个图标列表的事情，然后随机从中提取。这样您就不需要每次都创建一个新集合 - 只需使用同一个集合，并具有一个新的随机起点。 - 我认为这比尝试使用 foreach 并以这种方式随机化索引要干净得多（也快得多）。
谢谢里德。如果我理解正确，您认为图标列表对所有人都是固定的，对吧？每个项目都有一个与其他项目不同的图标列表。如果这与您的想法不同，它会改变您的回复/想法吗？谢谢。
不一定。不过，如果您愿意，您可以在构造函数中轻松计算随机索引。那么好的事情是您不再需要传递索引 - 它就在那里。不过，我仍然会对集合以及枚举使用相同的方法。

【解决方案3】：

循环列表不错
由于您有大约 30 个元素（而不像 3000 个），您可以考虑使用索引表而不是链表
- 如果您的元素没有不断被添加和删除，这将立即生效
如果您已动态插入和删除元素，您仍然可以编写一些代码来处理它（因为，小列表）
如果这一切都适合您，那么剩下的只是 1-N 之间的随机数。

如果您的每个列表的项目数很少，那么实施内衬列表将是一种过度杀戮
但是，如果您选择这样做，您仍然可以承担第一次遍历列表到随机选择的起点的费用

【讨论】：

【解决方案4】：

为什么要使用链表？使用数组并存储当前项目的索引。当调用函数以获取下一项时，增加索引。如果索引大于元素的数量，则将索引设置为零。

【讨论】：

++ 简单是最好的。令人惊讶的是，复杂的简单事物竟然可以做出来。