TreeMap 过滤视图性能

Question

我有一门课（除其他外）：

public class TimeSeries {
  private final NavigableMap<LocalDate, Double> prices;

  public TimeSeries() { prices = new TreeMap<>(); }

  private TimeSeries(NavigableMap<LocalDate, Double> prices) {
    this.prices = prices;
  }

  public void add(LocalDate date, double price) { prices.put(date, price); }

  public Set<LocalDate> dates() { return prices.keySet(); }

  //the 2 methods below are examples of why I need a TreeMap

  public double lastPriceAt(LocalDate date) {
    Map.Entry<LocalDate, Double> price = prices.floorEntry(date);
    return price.getValue(); //after some null checks
  }

  public TimeSeries between(LocalDate from, LocalDate to) {
    return new TimeSeries(this.prices.subMap(from, true, to, true));
  }
}

现在我需要在地图上有一个“过滤”视图，其中只有一些日期可用。为此，我添加了以下方法：

public TimeSeries onDates(Set<LocalDate> retainDates) {
  TimeSeries filtered = new TimeSeries(new TreeMap<> (this.prices));
  filtered.dates().retainAll(retainDates);
  return filtered;
}

onDates 方法是一个巨大的性能瓶颈，占程序处理时间的 85%。而且由于该程序正在运行数百万次模拟，这意味着在该方法中花费了数小时。

如何提高该方法的性能？

Answer 1

我会尝试ImmutableSortedMap，假设您可以使用它。它基于排序数组而不是平衡树，所以我猜它的开销要小得多（*）。要构建它，您需要采用 biziclop 的想法，因为构建器不支持删除。

(*) 那里调用了Collection.sort，但它应该是无害的，因为集合已经排序并且TimSort 针对这种情况进行了优化。

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如果您的原始地图在创建 onDates 后没有改变，也许视图会有所帮助。如果确实如此，您将需要一些“持久”地图，这听起来相当复杂。

也许一些基于排序数组和二进制搜索的 hacky 解决方案可能是最快的，也许您甚至可以先将 LocalDate 转换为 int 然后再转换为 double 并将所有内容放入一个交错的 double[] 中，以便节省内存（希望还有时间）。你需要自己的二分搜索，但这很简单。

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视图的想法相当简单，假设

• 您不需要所有 NavigableMap 方法，只需要几个方法
• 原图不变
• retainDates 中仅缺少几个元素

一个示例方法：

public double lastPriceAt(LocalDate date) {
    Map.Entry<LocalDate, Double> price = prices.floorEntry(date);
    while (!retainDates.contains(price.getKey()) {
        price = prices.lowerEntry(price.getKey()); // after some null checks
    }
    return price.getValue(); // after some null checks
}

Answer 2

最简单的优化：

public TimeSeries onDates(Set<LocalDate> retainDates) {
  TreeMap<LocalDate, Double> filteredPrices = new TreeMap<>();
  for (Entry<LocalDate, Double> entry : prices.entrySet() ) {
      if (retainDates.contains( entry.getKey() ) ) {
          filteredPrices.put( entry.getKey(), entry.getValue() );
      }
  }
  TimeSeries filtered = new TimeSeries( filteredPrices );
  return filtered;
}

为您节省先创建完整地图副本然后再次遍历副本以进行过滤的成本。