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

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。

其他回答

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

Van Emde Boas树

我想知道它们为什么很酷会很有用。一般来说,“为什么”这个问题是最重要的;)

我的答案是,他们给你O(log-logn)字典,其中包含{1..n}个键,而与使用的键的数量无关。就像重复减半得到O(log n)一样,重复平方得到O(log-log n),这就是vEB树中发生的情况。

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。

跳过列表非常整洁。

维基百科跳过列表是一种概率数据结构,基于多个并行、排序的链接列表,其效率与二进制搜索树相当(大多数操作的顺序日志n平均时间)。

它们可以作为平衡树的替代(使用概率平衡而不是严格执行平衡)。它们很容易实现,而且比红黑树更快。我认为他们应该在每一个优秀的程序员工具箱中。

如果你想深入了解跳过列表,这里有一个麻省理工学院算法简介讲座视频的链接。

此外,这里还有一个Java小程序,直观地演示了跳过列表。

循环或环形缓冲区-用于流式传输等。