唯一元素存储的数据结构

Question

我正在寻找一种数据结构，它应该最好执行相等的 O(1)？对于 adding/removing/retrieving 个元素时的任意数量的元素。

这里有一些额外的指南，

检索元素不应涉及缓慢 keys()
元素必须始终唯一且已定义
元素顺序不重要
元素的添加或删除不应涉及对其他元素的迭代
检索到的元素列表中的间隙是可以容忍的，可以用 undef 值

请提出比

更好的解决方案

sub uniqArrayFactory {
  my $members = [];
  my $seen = {};
  my $gaps = [];

  return sub {
    my (%arg) = @_;

    return $members if $arg{members};
    my $m;
    if (defined ($m = $arg{del})) {

      return if !$seen->{$m};
      ${ $seen->{$m} } = undef;
      push @$gaps, delete($seen->{$m});
    }
    elsif (defined ($m = $arg{add})) {

      return if $seen->{$m};
      if (@$gaps) {
        $seen->{$m} = pop @$gaps;
        ${ $seen->{$m} } = $m;
      }
      else {
        push @$members, $m;
        $seen->{$m} = \( $members->[-1] );
      }
    }
    return $m;
  };
}

更新（用法）

my $fa = uniqArrayFactory();

$fa->(add => 10);
$fa->(del => 10);
my $members = $fa->(mebers => 1);

Answer 1

具有讽刺意味的是，也许 Tie::IxHash 的动机是希望以指定的顺序检索散列的键，这与您想要获得的东西一样接近。

在the Tie::IxHash implementation中，键和值存储在数组引用中。 keys returns 一组密钥的副本，但是像 (tied %hash)->[1] 这样的东西会让你直接访问它。

删除 Tie::IxHash 中的元素是 O(n)。一个可能的解决方法是用 undef 替换值而不是删除它们。即偏爱

$ixhash{$obsolete_key} = undef;

到

delete $ixhash{$obsolete_key};

或者，如果您能够合并您的删除——如果您可以组织您的代码，以便您通常在几个键上同时调用 delete，并且在哈希的其他操作之间——那么Tie::IxHash.

有改进的机会

Answer 2

keys 和 each 确实出奇的慢。但是，如果您将每个元素存储为散列值并使用 values，事情就会变得更快。有

use strict;
use warnings;
use Benchmark qw(:all);

my $i;
my $fa;
my %hash;

my %compare = (
  uarray => sub {
    $fa->(add => $i++);
    my $memb = $fa->(members => 1);
    for my $v (@$memb) { next if !defined $v; }
  },
  hash => sub {
    $hash{ $i } = $i;
    for my $v (values %hash) {}
    $i++;
  },
);

$i = 0; $fa = uniqArrayFactory(); %hash = ();
cmpthese(10000, \%compare);

sub uniqArrayFactory {
  my $members = [];
  my $seen = {};
  my $gaps = [];

  return sub {
    my (%arg) = @_;

    return $members if exists $arg{members};
    my $m;
    if (defined ($m = $arg{del})) {

      return if !$seen->{$m};
      ${ $seen->{$m} } = undef;
      push @$gaps, delete($seen->{$m});
    }
    elsif (defined ($m = $arg{add})) {

      return if $seen->{$m};
      if (@$gaps) {
        $seen->{$m} = pop @$gaps;
        ${ $seen->{$m} } = $m;
      }
      else {
        push @$members, $m;
        $seen->{$m} = \( $members->[-1] );
      }
    }
    return $m;
  };
}

我得到：

         Rate   hash uarray
hash   3205/s     --    -6%
uarray 3401/s     6%     --

唯一元素存储的数据结构

Data structure for unique element storage

list

perl

unique

xs