排序的数据结构
本文关键字:数据结构 排序 | 更新日期: 2023-09-27 17:50:55
我正在寻找。net 4.0中支持以下功能的排序键数据结构:
- 在
O(n log n)
time 创建结构 - 在
O(log n)
时间内键取物品 - 在
O(log n)
时间内找到集合中大于或等于给定参数的最小项(我们最可能使用double
键) - 查找
O(log n)
中小于给定参数的最大物品 - 对于集合中的给定项,获取下一个和上一个项
- 键在集合中必须是唯一的
我快速看了一下SortedDictionary
和SortedList
,但它们似乎没有提供上面列表中的(3)和(4)。SortedDictionary
似乎不支持(5),我不确定SortedList
是否支持(6)。
遗憾的是,我们仅限于.Net4
。
您将需要编写自己的集合。从概念上讲,您想要的似乎是基于树的结构,这就是SortedDictionary
的实现方式。底层结构具有实现所有这些任务的潜力,. net实现根本没有公开所有这些任务,也没有提供对足够的底层工具的访问来完成这些目标,迫使您从头开始。
幸运的是,构建这种基于树的结构对于入门级程序员来说是一项常见的任务,因此您将找到大量的开源第三方实现来查看,这些实现可以实现您的目标,或者作为起点。如果您愿意,还可以考虑获取SortedDictionary的源代码并重新编译您自己的版本。
我已经为您创建了一个排序字典。我希望它能满足你的需要。
public class MyDictionary<TKey, TItem> : IDictionary<TKey, TItem>
where TKey : IComparable<TKey>
where TItem : IEquatable<TItem>
{
private readonly List<TKey> keys;
private readonly List<TItem> items;
private readonly ReadOnlyCollection<TKey> roKeys;
private readonly ReadOnlyCollection<TItem> roItems;
public MyDictionary()
{
keys = new List<TKey>();
items = new List<TItem>();
roKeys = new ReadOnlyCollection<TKey>(keys);
roItems = new ReadOnlyCollection<TItem>(items);
}
public MyDictionary(int capacity)
{
keys = new List<TKey>(capacity);
items = new List<TItem>(capacity);
roKeys = new ReadOnlyCollection<TKey>(keys);
roItems = new ReadOnlyCollection<TItem>(items);
}
public MyDictionary(TKey[] keys, TItem[] items)
{
if (keys == null)
throw new ArgumentNullException("keys");
if (items == null)
throw new ArgumentNullException("items");
if (keys.Length != items.Length)
throw new ArgumentException("Arrays lengths must be equal.");
TKey[] keysCopy = new TKey[keys.Length];
keys.CopyTo(keysCopy, 0);
TItem[] itemsCopy = new TItem[items.Length];
items.CopyTo(itemsCopy, 0);
Array.Sort(keysCopy, itemsCopy);
this.keys = new List<TKey>(keysCopy);
this.items = new List<TItem>(itemsCopy);
roKeys = new ReadOnlyCollection<TKey>(keys);
roItems = new ReadOnlyCollection<TItem>(items);
}
public int BinarySearch(TKey key)
{
return keys.BinarySearch(key);
}
public bool ContainsKey(TKey key)
{
return BinarySearch(key) >= 0;
}
public void Add(TKey key, TItem item)
{
int index = BinarySearch(key);
if (index >= 0)
throw new ArgumentException(String.Format("The key {0} already exists.", key), "key");
index = ~index;
keys.Insert(index, key);
items.Insert(index, item);
}
public void Add(KeyValuePair<TKey, TItem> item)
{
Add(item.Key, item.Value);
}
public bool Remove(TKey key)
{
int index = BinarySearch(key);
if (index < 0)
return false;
keys.RemoveAt(index);
items.RemoveAt(index);
return true;
}
public bool Remove(KeyValuePair<TKey, TItem> item)
{
int index = BinarySearch(item.Key);
if (index < 0)
return false;
index = ~index;
keys.RemoveAt(index);
items.RemoveAt(index);
return true;
}
public bool Contains(KeyValuePair<TKey, TItem> item)
{
int index = BinarySearch(item.Key);
if (index < 0)
return false;
index = ~index;
return items[index].Equals(item.Value);
}
public bool TryGetValue(TKey key, out TItem value)
{
int index = BinarySearch(key);
if (index < 0)
{
value = default(TItem);
return false;
}
value = items[index];
return true;
}
public TItem this[TKey key]
{
get
{
int index = BinarySearch(key);
if (index < 0)
throw new ArgumentException(String.Format("The key {0} not found.", key), "key");
return items[index];
}
set
{
int index = BinarySearch(key);
if (index < 0)
throw new ArgumentException(String.Format("The key {0} not found.", key), "key");
items[index] = value;
}
}
public ICollection<TKey> Keys
{
get { return roKeys; }
}
public ICollection<TItem> Values
{
get { return roItems; }
}
public IEnumerator<KeyValuePair<TKey, TItem>> GetEnumerator()
{
return keys.Select((t, i) => new KeyValuePair<TKey, TItem>(t, items[i])).GetEnumerator();
}
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
return GetEnumerator();
}
public void Clear()
{
keys.Clear();
items.Clear();
}
public void CopyTo(KeyValuePair<TKey, TItem>[] array, int arrayIndex)
{
Array.Copy(keys.Select((t, i) => new KeyValuePair<TKey, TItem>(t, items[i])).ToArray(), 0, array, arrayIndex, Count);
}
public int Count
{
get { return keys.Count; }
}
public int Capacity
{
get { return keys.Capacity; }
set
{
if (value < 0)
throw new ArgumentOutOfRangeException("value");
keys.Capacity = value;
items.Capacity = value;
}
}
public bool IsReadOnly
{
get { return false; }
}
public int GetSmallerOrEqualIndex(TKey key)
{
int index = BinarySearch(key);
if (index >= 0)
return index;
index = ~index;
return index - 1;
}
public int GetGreaterOrEqualIndex(TKey key)
{
int index = BinarySearch(key);
if (index >= 0)
return index;
index = ~index;
return index;
}
public KeyValuePair<TKey, TItem> GetItem(int index)
{
return new KeyValuePair<TKey, TItem>(keys[index], items[index]);
}
}
需求:- 不满意(我正在努力)目前,通过
MyDictionary(TKey[] keys, TItem[] items)
构造函数初始化平均是一个O(n log n)的操作,在最坏的情况下是一个O(n ^ 2)的操作。添加单个项是一个O(n)操作。 - 满意。
- 满足(
GetGreaterOrEqualIndex
法)。 - 满足(
GetSmallerOrEqualIndex
方法)。 - 不直接满意,但对项目的索引满意,如果我理解正确"给定项目"。
- 满意。