周围有一些数据结构非常有用,但大多数程序员都不知道。他们是哪一个?
每个人都知道链表、二叉树和散列,但比如Skip列表和Bloom过滤器。我想知道更多不太常见但值得了解的数据结构,因为它们依赖于伟大的想法,丰富了程序员的工具箱。
PS:我还对舞蹈链接等技术感兴趣,这些技术巧妙地利用了通用数据结构的财产。
编辑:请尝试包含更详细描述数据结构的页面链接。此外,试着补充几句关于数据结构为什么很酷的话(正如乔纳斯·Kölker已经指出的那样)。此外,尝试为每个答案提供一个数据结构。这将允许更好的数据结构仅根据其投票结果浮到顶部。
Bloom过滤器:m位的位数组,最初全部设置为0。
要添加一个项,您可以通过k个哈希函数运行它,该函数将在数组中为您提供k个索引,然后将其设置为1。
要检查集合中是否有项目,请计算k个索引并检查它们是否都设置为1。
当然,这给出了一些误报的概率(根据维基百科,大约是0.61^(m/n),其中n是插入项目的数量)。假阴性是不可能的。
删除项是不可能的,但您可以实现计数布隆过滤器,由整数数组和递增/递减表示。
环境跟踪递归结构。
编译器使用递归但不像树的结构。内部作用域有一个指向封闭作用域的指针,因此嵌套是由内向外的。验证变量是否在范围内是从内部范围到封闭范围的递归调用。
public class Env
{
HashMap<String, Object> map;
Env outer;
Env()
{
outer = null;
map = new HashMap();
}
Env(Env o)
{
outer = o;
map = new HashMap();
}
void put(String key, Object value)
{
map.put(key, value);
}
Object get(String key)
{
if (map.containsKey(key))
{
return map.get(key);
}
if (outer != null)
{
return outer.get(key);
}
return null;
}
Env push()
{
return new Env(this);
}
Env pop()
{
return outer;
}
}
我不确定这个结构是否有名字。我称之为一份由内而外的清单。
Hinze和Paterson的2-3手指树是一种功能强大的数据结构瑞士军刀,具有很好的渐近线,适用于各种操作。虽然复杂,但它们比之前的Kaplan和Tarjan通过递归减速实现的持久列表的命令式结构简单得多。
它们作为一个可链接的deque,O(1)访问任意一端,O(log-min(n,m))追加,并提供O(log-main(n),length-n))索引,直接访问序列的任何部分上的单形前缀和。
实现存在于Haskell、Coq、F#、Scala、Java、C、Clojure、C#和其他语言中。
您可以使用它们来实现优先级搜索队列、区间映射、具有快速头部访问的绳索、映射、集合、可链接序列或几乎任何结构,您可以将其表述为在快速可链接/可索引序列上收集单形结果。
我还有一些幻灯片描述了它们的派生和使用。
Gerth Stølting Brodal和Chris Okasaki的自助倾斜二项式堆:
尽管它们的名字很长,但即使在函数设置中,它们也提供了渐近最优的堆操作。
O(1)尺寸,接头,插入件,最小值O(log n)删除最小值
注意,union需要O(1)而不是O(log n)时间,这与数据结构教科书中通常包含的更为知名的堆(如左派堆)不同。与斐波那契堆不同,这些渐近线是最坏的情况,而不是摊销,即使持续使用!
Haskell中有多种实现。
在Brodal提出了一个具有相同渐近线的命令堆之后,它们由Brodal和Okasaki共同导出。
我有时使用反转列表来存储范围,它们通常用于在正则表达式中存储字符类。例如,请参见http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-cpinv.html
另一个很好的用例是加权随机决策。假设你有一个符号和相关概率的列表,你想根据这些概率随机选择它们
a => 0.1
b => 0.5
c => 0.4
然后,你对所有概率进行一次连续求和:
(0.1, 0.6, 1.0)
这是你的反转列表。生成一个介于0和1之间的随机数,并查找列表中下一个较高条目的索引。你可以用二进制搜索来实现,因为它是排序的。一旦获得了索引,就可以在原始列表中查找符号。
如果有n个符号,则每个随机选择的符号都有O(n)个准备时间,然后是O(log(n))个访问时间,与权重分布无关。
反转列表的一种变体使用负数来指示范围的端点,这使得计算某一点上有多少范围重叠变得容易。看见http://www.perlmonks.org/index.pl?node_id=841368例如。