有没有这样一种结合了队列和哈希图的数据结构？

Question

有没有这种结合Queue和Hashmap的数据结构？

除了队列通常具有的 FIFO (enqueue/dequeue) 行为之外，我还想要

• 入队时，始终使用key 入队，
• 在没有键的情况下查看时，返回队列的头部
• 使用键查看时，返回使用该键入队的第一个元素
• 在没有键的情况下出队时，删除第一个入队的元素
• 使用键出队时，删除所有具有该键的元素

我想知道这样的数据结构是否已经存在于野外？

Answer 1

不，没有。但是您可以将两者结合起来以实现您想要的行为（尽管您必须在此过程中做出权衡）。

为此，您将存储：

• 一个 HashMap，其中的值是对队列中项目的引用：HashMap<Key, ReferenceToFIFOElement> 或 HashMap<Key, Set<ReferenceToFIFOElement>>。
• 实际的 FIFO 队列：FIFO<Item>

入队时，首先将元素添加到队列的顶部。然后，如果密钥尚未注册，则使用对这个新创建元素的引用来更新 hashmap（或将所述引用添加到映射到 set case 中给定密钥的引用存储桶）。

窥视很容易：只需检索密钥并访问引用的项目（或设置案例中的第一个引用项目，如果没有提供密钥，则为顶部）。

出队是真正权衡的地方：

• 如果您只在哈希图中存储对使用给定键插入的第一个项目的引用，那么您将不得不从所述项目开始遍历所有队列。 这意味着总体上更高的时间复杂度。
• 如果您将所有对具有给定键的项目的引用存储在哈希图中（使用集合），那么您只需遍历该集合并从队列中删除引用的元素。 这增加了数据结构的空间复杂度。

然而，实际上它可能更复杂，具体取决于您选择放置在 FIFO 底层的数据结构：

• 数组列表：缓存友好，随机访问...但在插入/删除元素时可能需要重新分配。这会使引用无效 -> 存储索引而不是实际引用。
• 链表：缓存不友好，但插入和删除保证为 O(1)。