在 SortedDictionary 中找到第一个未使用的键的快速方法？答案

【问题标题】：Fast way to find the first unused key in a SortedDictionary?在 SortedDictionary 中找到第一个未使用的键的快速方法？
【发布时间】：2014-12-29 12:49:07
【问题描述】：

如果我有SortedDictionary<int, object>，找到当前未使用的最低键的最快方法是什么？显然，我们可以从 0->int.MaxValue 迭代一个计数器 i 并在 !Keys.Contains(i) 时转义，但这将非常慢，除非我们很幸运并且第一个备用密钥恰好在密钥序列的早期。也许甚至一个不同的 .NET 类已经为我们做到了这一点？

【问题讨论】：

您对您的字典中可能使用的人群有任何了解吗？可能有多少个键？
当然 - 事实上，我很乐意采用我建议的笨重方式，或者确实跟踪备用钥匙，因为我不太可能拥有庞大的字典，而是一种聪明的方式会很好:)

标签： c# .net key sorteddictionary

【解决方案1】：

所以，如果我理解正确的话，密钥可以是从 0 到 int.MaxValue 的任意位置。在这种情况下，您必须找到键序列中的第一个“洞”。

这应该可以有效地完成工作：

public static int GetFirstUnusedKey<TValue>(SortedDictionary<int, TValue> dict)
{
    if (dict.Comparer != Comparer<int>.Default)
        throw new NotSupportedException("Unsupported comparer");

    using (var enumerator = dict.GetEnumerator())
    {
        if (!enumerator.MoveNext())
            return 0;

        var nextKeyInSequence = enumerator.Current.Key + 1;

        if (nextKeyInSequence < 1)
            throw new InvalidOperationException("The dictionary contains keys less than 0");

        if (nextKeyInSequence != 1)
            return 0;

        while (enumerator.MoveNext())
        {
            var key = enumerator.Current.Key;
            if (key > nextKeyInSequence)
                return nextKeyInSequence;

            ++nextKeyInSequence;
        }

        return nextKeyInSequence;
    }
}

我添加了一些检查以确保先决条件有效。

【讨论】：

【解决方案2】：

为什么不对键进行二分搜索？

您可以使用 ElementAt() 方法来识别索引处的键值。如果键值大于索引，则在左侧子字典中搜索或选择右侧并继续下去，直到找到您观察到索引与索引值之间的第一个差异的索引。

【讨论】：

不。 ElementAt 将在每次调用@DrKoch 时枚举字典。这使得这个解决方案更像 O(n²)。如果SortedDictionary 实现IList<T>，它将起作用。
嗯。好点@Lucas，但如果我们寻找以 intmax/2 开头的键，然后向左走，如果左半部分已满，则可能再向右走？
@Rob 这里的问题是SortedDictionary<TKey, TValue>.KeyCollection 类没有实现IList<TKey>，只有ICollection<TKey> 并且没有被索引。
@DrKoch 我可以这样做，但是我会失去使用字典的好处。我的应用程序需要 a) 使用不会更改的键跟踪对象，并且 b) 能够通过其键快速检索对象。密钥溢出问题不太可能发生但需要注意，以防万一

【解决方案3】：

我并没有为这种方法声称任何形式的性能奖杯，但我认为它在某种程度上有助于实现您的目标：

var sd = new SortedDictionary<int, object>();

sd.Add(1, 1);
sd.Add(2, 1);
sd.Add(4, 1);
sd.Add(5, 1);

var e = Enumerable.Range(1, 5).Except(sd.Keys).First();

e = 3 在这种情况下，如预期的那样。不过，我希望有更好的解决方案。

【讨论】：

不错。我认为这会非常有效。
我相信这对于一本小字典来说会很好。我不知道它会如何扩展。

【解决方案4】：

不要从 0 开始搜索未使用的密钥。

而是迭代使用的键，从最低的开始（它们已排序）。

第一个是 >0，然后 0 是您未使用的最低值。

或者两个键之间有间隔，那么lower+1就是你搜索的。

【讨论】：

我猜这是卢卡斯回答的散文版本；）
大声笑。 DrKoch - 当然，但对于几乎“已满”的大型词典仍然存在问题。主键溢出时数据库怎么办？
好吧，如果你经常这样做，你可以维护一个变量“LastGapFoundAtKey”，下次再从那里开始。
数据库首先不会使用SortedDictionary ;) 如果您的字典已满，您应该使用不同的数据结构。
它不会经常发生，所以事实上大多数方法都可以，但我只是想知道是否有一个聪明的 O(log n) 或更好的方法