帮助选择正确的数据结构答案

【问题标题】：Help choosing the right data structure帮助选择正确的数据结构
【发布时间】：2010-05-31 16:24:54
【问题描述】：

我需要一个满足以下要求的数据结构：

需要能够按索引获取元素（如列表）。
我将始终只在结构末尾添加/删除元素。

我倾向于使用ArrayList。在这种情况下，似乎O(1) 既要读取元素（它们总是？），删除元素（我只需要在列表末尾删除它们）和添加（我只添加到末尾列表）。

唯一的问题是，当 ArrayList 完全填满时，有时会出现性能损失，我需要向其中添加更多元素。

还有其他更好的主意吗？我不认为有一种数据结构会在这里击败ArrayList。

谢谢

【问题讨论】：

标签： c# java data-structures

【解决方案1】：

听起来不错，但在 C# 中您应该使用 List<T>。它是ArrayList<E> 的Java 等价物。 C# 中的 ArrayList 类不是通用的，基本上被新的 List<T> 类淘汰了。

唯一的问题是，当 ArrayList 完全填满时，有时会出现性能损失，我需要向其中添加更多元素。

这可能不会成为问题，除非您已进行性能分析，否则您可能不应该担心它。但是，如果您事先知道（或可以猜到）列表将包含的元素数量，您可以将其 Capacity 设置为该值（Java 中的 ensureCapacity）。这将导致列表提前保留所需的内存。你也可以给both languages中的列表构造函数提供容量。

【讨论】：

【解决方案2】：

使用 ArrayList。

如您所说，当它达到其容量限制时，它将动态调整大小。然而这应该不是问题，因为它使用了一个足够聪明的算法，每次追加操作的平均成本仍然只有 O(1)。

【讨论】：

【解决方案3】：

始终使用 List<T> 而不是 ArrayList

【讨论】：

不，错了！你没看懂问题。关键是提问者想知道他应该实际使用 List 的哪个具体 Java 实现。如果这是关于 C#，那么我将收回反对票。
是的，这仅适用于 C# :) 谁使用 Java？ :)
是的，我应该提前注意到 Java 和 C# 的实现/名称是不同的 :(
所以您的帖子是为了阅读“使用 C# 而不是 Java”？对毫无意义的宗教战争投反对票。

【解决方案4】：

实际上添加可能更多 O(N)，因为当数组增长超过分配限制时必须重新分配和复制。 Javadocs 指定它以 O(N) 的摊销成本增长，无论这意味着什么，正如我所期望的 O(NlogN) 但显然它们的算法比我知道的更智能。

如果您在构建时分配足够的元素来包含完整的集合，则为 O(1)。

见：http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/api/java/util/ArrayList.html

【讨论】：

虽然完整的数组分配是 O(N)，但每次添加的摊销成本仅为 O(1)。他们通过以指数比例因子增长数组来做到这一点（这意味着完全重新分配的发生频率呈指数下降）

【解决方案5】：

您需要平衡对List<T> 的读取访问与写入访问的相对频率。必须注意的是，对于大多数用途，您不太可能注意到调整 ArrayList<T> 大小的成本

但是，如果您在最后一次添加和删除一个项目，那么您将按索引获取项目（基本上使用列表作为Stack 或Queue）并且您的分析器会告诉您ArrayList<T> 是您的性能瓶颈所在，您应该考虑使用专门用于此类用途的 LinkedList<T>。

【讨论】：

在访问最后一个元素的 LinkedList 上，读写操作都很慢。但是，对于双链表，情况就不同了。