C#哪种数据结构适合双向高效查询（向前和向后）

Question

我正在考虑如何为这种情况决定数据结构。

在我的应用程序（一种机器学习应用程序）中，存在三个类 ImageData、LabelData 和 ClassData。 并且需要ImageData 列表和ClassData 列表，可能还需要LabelData 列表。

他们的关系如图所示链接（缺乏声誉......）。 Images, Labels and Classes

• 该程序有一个图像列表
• 程序有一个类列表
• 每张图片都有多个标签
• 每个标签都表示类列表中的一个类（按引用类型）

所以我构造了这样的数据结构：

class ImageData {
    public List<LabelData> Labels {get; set;}
}
class LabelData {
    ClassData ClassData {get; set;}
}

如果我计算“每个类别的单个图像中有多少个标签”，似乎还可以。 但是，如果我计算“所有图像中每个类有多少标签”，这似乎有点低效，因为需要一个图像循环。我知道 LINQ 可以解决这个问题，但我想在数据结构方面存在更有效的方法。

欢迎任何 cmets，或者请让我知道解决此问题的任何关键字。 谢谢！

=====================修改！ =======================

其他人说的不太清楚，所以我添加了更具体的例子。

申请条件：

• 该程序处理多个图像。
• 用户可以为图像绘制标签。
• 多个标签可以绘制到单个图像。
• 该程序处理多个类，并且必须先将标签分配给这些类之一，然后才能在图像上绘制。

目前，我实现了如下类

class ImageData {
    public List<LabelData> Labels {get; set;}
    public string ImagePath {get; set;}
    // constructor
    public ImageData(string imagePath) {
        Labels = new List<LabelData>();
        ImagePath = imagePath;
    }
}
class LabelData {
    public ClassData ClassData {get; set;}
    // constructor
    public LabelData(ClassData classData) {
        ClassData = classData
    }
}
class ClassData { }

我的应用程序的数据如下：

private List<ImageData> _images;
private List<ClassData> _classes;

问题来了。在我的程序中，我想显示一些统计数据，例如标签数量。

首先，如果用户想知道“单个图像中的标签数（_images[0]）分配为单个类（_classes[0]）”：

_images[0].Labels.Count(v => v.ClassData == _classes[0])

这不是第一种情况的问题，但其次，如果用户想知道“分配为单个类的所有图像中的标签数量（_classes[0]）：

_images.Sum(v => v.Labels.Count(x => x.ClassData == _classes[0]))

但是，我认为第二种情况的这种实现效率不高，因为_images.Sum(~) 暗示了_images 的foreach 循环。如果这个程序处理数千张图片，它会变慢。

所以我的问题是ImageData、LabelData 和ClassData 是否有更好的实现来提高效率。例如，i) 程序处理图像列表、标签列表、类列表； ii) 并额外处理其他连接索引容器，如Tuple<int, int> LabelImageIndices、Tuple<int, int> LabelClassIndices。

哪些数据结构适合这个问题？ 或者我可以找到哪些关键字来解决这个问题？ 谢谢！！！

Answer 1

如果它是一个关系模型，您将拥有 3 个与您的图表完全相同的实体。图像、类和标签。唯一的区别是标签不会被任何其他实体“拥有”，而是通过引用列表和图像以自己的权利存在。您需要约束来强制执行某些规则。

通过这样做，您可以根据需要对任何实体运行查询。

在 SQL 中，您将拥有针对 Lable.PK、Label.ClassID、Lable.ImageID 的索引以帮助提高性能。在 LINQ 中，您需要选择更好的结构，例如 IDictionary 派生类，但显然可以制作一个列表。