维护排序列表答案

【问题标题】：Maintaining a sorted list维护排序列表
【发布时间】：2013-05-13 21:21:59
【问题描述】：

我需要存储一个节点集合：

class Node
{
   int Value;
   //other info
}

我有三个要求：

需要能够有效地检索集合中具有最低值的节点
需要能够有效地将节点插入到集合中
两个节点可以有相同的值

我认为用于此的最佳集合是某种排序列表。这样，只需从排序列表中获取第一个元素，就可以有效地满足要求 #1。通过在列表中的正确位置插入一个新节点，可以有效地满足要求 #2。

但是 .Net 中的 SortedList 集合类似于 SortedDictionary 并且要求被排序的键是唯一的，这违反了要求 #3。

.Net 中似乎没有满足这些要求的集合，主要是因为确实存在的自排序集合要求排序的键是唯一的。这是什么原因？我认为这不可能是疏忽。我在这里没有抓住什么？我可以找到关于此的类似问题，但它们通常涉及有人建议 SortList，然后意识到这不起作用，然后对话在没有标准解决方案的情况下淡出。至少如果有人会说“C# 中没有用于此任务的集合，您需要一起破解一些东西”，这将是一个答案。

是否可以使用常规的List<Node> 并在添加新节点时重新排序列表？似乎这不如将节点插入到正确的位置开始那样有效。也许这就是我应该做的？手动遍历列表，直到我自己找到插入新节点的位置？

【问题讨论】：

你看过C5 Collections吗？那里可能有东西。
如果你最终使用了一个你自己排序的List<Node>，请务必使用List<>的BinarySearch方法找到需要插入新项目的索引。如果这意味着不使用 BinarySearch，请不要“手动迭代”。
从需求看来你需要一个堆，而不是一个排序列表。将一个项目添加到堆中只需 O(log n)，而不是排序列表的 O(n)，甚至添加然后重新排序的 O(n log n)。
@harold 但是如果他以一个空的List<Node>开头，并且他总是通过以下方法添加到列表中：public void Add(Node n) { var idx = innerList.BinarySearch(n); if (idx >= 0) { innerList.Insert(idx, n); else { innerList.Insert(~idx, n); } }，那么List<Node>总是会自动排序，并且他永远不必致电Sort。当然，Node 应该是IComparable<Node>，或者BinarySearch 方法应该被赋予一个IComparer<Node> 作为它的第二个参数（可以使用.NET 4.5 的Comparer<Node>.Create 静态方法创建）。
@JeppeStigNielsen 是的，这还不错，属于我提到的 O(n) 情况，因为插入可能会移动很多东西。堆没有这个问题。

标签： c#

【解决方案1】：

如果您只需要有效地插入并快速检索具有最低值的项目，那么您不需要排序列表。你需要一个heap。查看A Generic Binary Heap Class。

【讨论】：

我发现 4 元堆，尽管 RemoveMin 看起来较慢，但在实践中仍然比二元堆快，即使对于 RemoveMin 也是如此。对于添加项目，它们的速度要快得多。 [这不是批评，只是我认为您可能会觉得有趣的事情]
@harold：感谢您提供的信息。我一直想尝试其他堆类型。我喜欢二进制堆，因为它易于实现，而且非常有效。我将不得不研究 4 元堆。

【解决方案2】：

通过添加对象 id 或其他唯一标识符使您的 list_key 唯一：ID 4 和 5，都具有值“1”将变为“1_4”和“1_5”，它们可以毫无问题地添加到排序列表中，并将按预期排序。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以使用SortedList<int, List<NodeInfo>>，将Value 放在键中，将所有其他属性放在值中：

public class NodeList : SortedList<int, List<NodeInfo>>
{
    public void Add(int key, NodeInfo info)
    {
        if (this.Keys.Contains(key))
        {
            this[key].Add(info);
        }
        else
        {
            this.Add(key, new List<NodeInfo>() { info } );
        }
    }

    public NodeInfo FirstNode()
    {
        if (this.Count == 0)
            return null;
        return this.First().Value.First();
    }
}

public class NodeInfo
{
    public string Info { get; set; }
    // TODO: add other members
}

以下是一些示例用法：

var list = new NodeList();

// adding
list.Add(3, new NodeInfo() { Info = "some info 3" });

// inserting
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    list.Add(1, new NodeInfo() { Info = "some info 1" });
    list.Add(2, new NodeInfo() { Info = "some info 2" });
    list.Add(1, new NodeInfo() { Info = "some info 1.1" });
}

// retrieving the first item
var firstNodeInfo = list.FirstNode();

// retrieving an item
var someNodeInfo = list[2].First();

【讨论】：

【解决方案4】：

在我看来，使用普通列表并在每次插入后重新排序是可以接受的。在 .NET 中排序非常有效。看到这个线程：String sorting performance degradation in VS2010 vs. VS2008

【讨论】：

当列表中有 1 亿个项目时不会。而且，是的，有些人确实使用内存很大的列表。
是的。如果您要处理 1 亿个项目并希望列表始终被排序，那么您将不得不自行实现数据结构的自定义实现。

【解决方案5】：

您可以在Wintellect's Power Collections for .NET 中使用OrderedMultiDictionary。这正是您要寻找的。p>

【讨论】：