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

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。

其他回答

我真的很喜欢间隔树。它们允许您获取一组时间间隔(即开始/结束时间或其他时间),并查询哪些时间间隔包含给定时间,或哪些时间间隔在给定时间段内“活动”。查询可以在O(log n)中完成,预处理是O(n log n)。

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。

展开的链接列表是链接列表的变体,它在每个节点中存储多个元素。它可以显著提高缓存性能,同时减少与存储列表元数据(如引用)相关的内存开销。它与B树有关。

record node {
    node next       // reference to next node in list
    int numElements // number of elements in this node, up to maxElements
    array elements  // an array of numElements elements, with space allocated for maxElements elements
}

当我读到一些与RMQ和LCA相关的算法时,我偶然发现了另一种数据结构笛卡尔树。在笛卡尔树中,两个节点之间的最低共同祖先是它们之间的最小节点。将RMQ问题转换为LCA非常有用。

Splash桌很棒。它们就像一个普通的哈希表,只是它们保证了恒定的时间查找,并且可以处理90%的利用率而不损失性能。它们是布谷鸟哈希(也是一种很棒的数据结构)的推广。它们看起来确实有专利,但和大多数纯软件专利一样,我不会太担心。