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。


当前回答

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。

其他回答

Scapegoat树。普通二叉树的一个典型问题是它们变得不平衡(例如,当按升序插入键时)

平衡二叉树(AKA AVL树)在每次插入后都会浪费大量时间进行平衡。

红黑树保持平衡,但每个节点都需要额外的存储空间。

Scapegoat树像红黑树一样保持平衡,但不需要任何额外的存储。他们通过在每次插入后分析树并进行微小调整来实现这一点。看见http://en.wikipedia.org/wiki/Scapegoat_tree.

斐波那契堆

它们被用于一些已知的最快算法(渐近)中,用于许多与图相关的问题,例如最短路径问题。Dijkstra的算法在标准二进制堆的O(E log V)时间内运行;使用斐波那契堆将其提高到O(E+V log V),这对于密集图来说是一个巨大的加速。然而,不幸的是,它们有一个很高的恒定因子,往往使它们在实践中不切实际。

增量列表/增量队列在cron或事件模拟器等程序中使用,以确定下一个事件何时应该触发。http://everything2.com/title/delta+列表http://www.cs.iastate.edu/~cs554/lec_notes/delta_clock.pdf

增强的哈希算法非常有趣。线性哈希很简单,因为它允许一次在哈希表中拆分一个“桶”,而不是重新哈希整个表。这对于分布式缓存特别有用。然而,对于大多数简单的拆分策略,您最终会快速连续地拆分所有存储桶,并且表的负载系数波动非常严重。

我认为螺旋哈希法也很好。与线性哈希一样,一次拆分一个存储桶,存储桶中的记录只有不到一半被放入同一个新存储桶中。它非常干净和快速。然而,如果每个“桶”都由具有类似规格的机器托管,则效率可能很低。为了充分利用硬件,您需要混合使用功能较弱和功能更强的机器。

二进制决策图(我最喜欢的数据结构,擅长表示布尔方程并解决它们。适用于很多事情)堆(一个树,其中节点的父节点总是与节点的子节点保持某种关系,例如,节点的父级总是大于它的每个子节点(最大堆))优先级队列(实际上只有最小堆和最大堆,有助于维护大量元素的顺序,例如,应该首先删除具有最高值的项目)哈希表(具有各种查找策略和桶溢出处理)平衡的二进制搜索树(每种都有自己的优点)RB树(当以有序方式插入、查找、删除和迭代时,总体良好)Avl树(查找速度比RB快,但其他方面与RB非常相似)Splay树(当最近使用的节点可能被重用时,查找速度更快)融合树(利用快速乘法获得更好的查找时间)B+树(用于数据库和文件系统中的索引,当从索引读取/写入索引的延迟很长时非常有效)。空间索引(非常适合查询点/圆/矩形/线/立方体是否彼此接近或包含在其中)BSP树四叉树八叉树范围树许多相似但略有不同的树木,不同的尺寸区间树(很好地找到重叠区间,线性)图邻接列表(基本上是边的列表)邻接矩阵(表示图的有向边的表,每边一个位。对于图遍历非常快速)

这些是我能想到的。维基百科上还有更多关于数据结构的内容