具有两种 O(1) 查找的数据结构。哈希表？

Posted 2023-02-16

【中文标题】具有两种 O(1) 查找的数据结构。哈希表？

【英文标题】：Data structure with two way O(1) lookup. Hashtable?

【发布时间】：2012-11-09 19:45:38

【问题描述】：

我正在实施一个系统，其中有一个姓名列表，每个人都有 1 个电话号码。我需要能够获取姓名并查找电话号码，或者获取电话号码并查找姓名。

我知道我可以通过两个哈希表来做到这一点——一个从名字到电话号码，一个从电话号码到名字。然后我可以在 O(1) 时间内朝​​任一方向查找。但是，这似乎是我存储了太多数据 - 每个姓名和每个电话号码都存储了两次。

有什么方法可以更有效地做到这一点吗？我应该使用什么数据结构来存储姓名和电话号码？

如果相关的话，我正在用 Java 编码。

非常感谢！

【参考方案1】：

Java 不提供开箱即用的双向哈希表。依赖于两个哈希表的解决方案已经足够好了，除非您愿意使用第三方库（这会为您隐藏两个哈希表）或重新实现 HashMap<K,V> 的很大一部分。

然后我可以在 O(1) 时间内向任一方向查找。但是，这似乎是我存储了太多数据 - 每个姓名和每个电话号码都存储了两次。

不一定：您可以使用表示电话号码的相同对象，在这种情况下，电话号码将只有一个对象，并从两个哈希表中存储对它的两个引用。

【讨论】：

+1 用于解决“存储”方面的问题 - 这只是参考。

【参考方案2】：

考虑使用 Guava 的 HashBiMap，它基本上是两个 HashMaps 在幕后链接在一起。另请参阅BiMap 接口及其related article。

【讨论】：

请记住，哈希表提供 O(1) 摊销。目前尚不清楚要求是 O(1) 最坏情况还是摊销。通常情况下，这是最坏的情况，除非另有说明。

【参考方案3】：

请记住，对象本身只存储一次，而不是在两个映射中。您只需要双倍的引用 - 所以它可能没那么糟糕。 您可以使用提供该功能的 Gauva BiMap（及其界面 HashBiMap）