Java 集合支持：重复值、快速添加、快速删除、快速最小值？

Question

问题：是否有人知道具有以下特征的集合的 Java 实现（我现在没有时间/知识来开发自己的）？

• 快速添加
• 快速随机访问删除
• 快速最小值
• 重复

用例的浓缩（过度简化）版本是：

• 我有一个跟踪“时间”的课程，称之为TimeClass
• 事件以单调递增的时间开始（时间不是唯一的），但可以按任意顺序结束
• 当活动开始时，他们会将开始时间报告给TimeClass
• 活动结束后，他们再次向TimeClass 报告开始时间
• TimeClass 在事件开始时将事件的开始时间添加到集合*（快速添加）
• TimeClass 在事件结束时从该集合*中删除事件的开始时间（快速随机访问删除）
• TimeClass 能够报告尚未完成的最低开始时间（快速最小值）

* 将 collection 视为：Collection<Time> implements Comparable<Time>

因为我不确定我的系统（TimeClass 所在的系统）的运行时行为是什么，所以我使用这些集合快速对以下场景进行了基准测试：TreeMultiSet (Guava)、@987654331 @（番石榴），ArrayList。

注意，根据使用的集合，最小值以不同的方式实现（记住元素是按递增顺序添加的）：TreeMultiSet.firstEntry().getElement()、MinMaxPriorityQueue.peekFirst()、ArrayList.get(0)。

加 1,000,000：

• TreeMultiSet: 00:00.897 (m:s.ms)
• List: 00:00.068 (m:s.ms)
• MinMaxPriorityQueue: 00:00.658 (m:s.ms)

添加 1，删除 1，重复 1,000,000 次：

• TreeMultiSet: 00:00.673 (m:s.ms)
• List: 00:00.416 (m:s.ms)
• MinMaxPriorityQueue: 00:00.469 (m:s.ms)

按顺序添加 10,000，按顺序删除所有：

• TreeMultiSet: 00:00.068 (m:s.ms)
• List: 00:00.031 (m:s.ms)
• MinMaxPriorityQueue: 00:00.048 (m:s.ms)

按顺序添加 10,000 个，按随机顺序删除所有：

• TreeMultiSet: 00:00.046 (m:s.ms)
• List: 00:00.352 (m:s.ms)
• MinMaxPriorityQueue: 00:00.888 (m:s.ms)

目前的想法：

我倾向于使用TreeMultiSet，因为它具有最稳定的性能并且似乎降级最优雅。 我希望得到更多建议

谢谢

--编辑--

示例伪代码按顺序添加，按随机顺序删除所有：

benchmark(){
    int benchmarkSize = 1000000;
    int benchmarkRepetitions = 100;
    Duration totalDuration = Duration.fromMilli(0);
    TimeClass timeClass = new TimeClassImplementation();
    for (int i = 0; i < benchmarkRepetitions; i++)
        totalDuration += benchmarkRun(timeClass,benchmarkSize);
    System.out.println(totalDuration);
}

Duration benchmarkRun(TimeClass timeClass, int count){
    List<Time> times = createMonotonicallyIncreasingTimes(count)

    // monotonically increasing times to add from
    List<Time> timesToAddFrom = copy(times)

    // random times to remove from
    List<Time> timesToRemoveFrom = shuffleUniformly(copy(times))

    Time startTime = now()

    // add all times
    for(Time time: timesToAddFrom) {
        Time min = timeClass.addTimeAndGetMinimumValue(time);
        // don't use min value
    }

    // remove all times
    for(Time time: timesToRemoveFrom) {
        Time min = timeClass.removeTimeAndGetMinimumValue(time);
        // don't use min value
    }

    Time finishTime = now()

    return finishTime - startTime;
}

Answer 1

最好的选择是树状图：

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/TreeMap.html

O(log n) 几乎适用于所有操作。您可以将密钥重新排序。

还有一个来自 Google (guava) 的 MinMaxPriorityQueue

http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/MinMaxPriorityQueue.html

虽然删除是 O(n)，但所有其他操作都是 O(log n)