哪种数据结构对 Java 中的时间序列数据有效？答案

【问题标题】：Which data structure is sensible for time series data in Java?哪种数据结构对 Java 中的时间序列数据有效？
【发布时间】：2013-06-07 20:44:11
【问题描述】：

我是 Java 新手，所以我不确定在这里选择哪种数据结构更好。我会将加速度计、陀螺仪和磁力计数据（9 个值）存储在一个列表中，以便稍后用于平滑、显示和一些信号处理。

我的想法是创建一个对象MyObject，它有十个成员：时间戳和九个方向/运动值，它们都是浮动的。然后我会将数据存储在ArrayList<MyObject> 中。这是个好主意还是我忽略了什么？

该列表最多可包含 100k 个值。

【问题讨论】：

有并发访问的可能吗？
@fge 不，一切都将在一个线程中运行。
那么 ArrayList 就可以了。但是 100k 的值是相当大的，你是在处理之前将它们写入持久存储还是在运行时处理它们？
@fge 它将被存储在一个文件中。处理不会实时进行。
那么你应该对你的想法没问题；）

标签： java data-structures

【解决方案1】：

首先使用 TreeMap 来提高查找性能。

TreeMap

注意（在文档中）：

此实现为 containsKey、get、put 和 remove 操作提供有保证的 log(n) 时间成本。

【讨论】：

@fge 对于 n = 100k，n 与 log(n)，log(n) = 5 和 n = 100 000。如果我正在搜索特定项目并且它恰好是最后一个项目我必须搜索 100 000 个项目才能匹配最后一个项目。也许属性的 Hashmap 可以在 ArrayList 中创建索引，以提供 1 步数组索引访问。如果您不知道要查找的项目的索引，不太确定排序的数组列表如何提供更快的访问？
读取 cmets：他不必访问他程序中的数据，只需存储它，稍后再进行处理。因此，他需要一个“仅快速插入”的数据结构。 TreeMap 对此太过分了。
对 ArrayList 的写入是 O(1)。而且，由于数据是排序的，所以搜索是 O(log(n))。
当您必须先对数据进行排序时，如何插入 ArrayList 为 O(1)？
@Excalibur2000 数据是按顺序获取的，因为我在记录传感器数据。

【解决方案2】：

创建自己的课程是正确的方法。现在用于存储该类的对象...

如果您需要在所有对象上直接查找（例如，“给我第 5 个对象”），请使用 ArrayList。但如果您只是按顺序遍历所有对象，则应考虑使用linked list。

ArrayList 类使用一个原始数组，它将根据需要增长以容纳您添加到其中的元素。当它增长其内部结构时，它需要分配一个新数组并复制所有原始值。这可能代价高昂（尤其是 100K 元素！）。您可以给它一个初始大小，以便在它需要增长之前给它更多时间；但是如果你最终不需要那么多空间，ArrayList 的内部数组可能会浪费大量内存。

向链表添加元素几乎不需要任何成本，因为不需要“增长”；它只是将另一个节点添加到列表中。但是您不能通过索引查找项目。您必须从第一个元素开始，然后在列表中循环到您想要的元素。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可能需要考虑使用文件输出流直接输出数据，而不是将其存储在某种数据结构中：

output = new BufferedWriter(new FileWriter("output.csv"));

while(dataSource.stillHasData())
    output.println(dataSource.getData().toString());

output.close();

使用BufferedWriter 可确保程序在获取下一个数据之前不必等待磁盘写入发生，因此这对于收集实时数据是可以接受的（通常）。

然后你应该在你的数据类中做这样的事情：

public String toString(){
    StringBuilder buf = new StringBuilder();

    buf.append(timeStamp); str.append(',');
    // ...
    // append all the other data

    return buf.toString();
}

这样做的好处是，您可以将其导入到诸如 excel 之类的程序中，或者实际上几乎是您用来处理数据的任何程序中。

【讨论】：