访问“SortedSet”中指定索引处的项目

Posted 2023-02-23

【中文标题】访问“SortedSet”中指定索引处的项目

【英文标题】：Accessing the item at a specified index in a 'SortedSet'

【发布时间】：2014-01-08 14:45:48

【问题描述】：

如何访问SortedSet 中指定索引（位置）的项目？

与SortedList 不同，SortedSet 不提供Item property。

（另外，与SortedList 不同，SortedSet 强制其每个成员都是唯一的。也就是说，SortedSet 保证不包含重复项。）

【问题讨论】：

这是对 Microsoft 的功能请求github.com/dotnet/corefx/issues/4695

【参考方案1】：

编辑： 一个普通的（无序的）集合，例如HashSet<T> 以没有特定的顺序管理它的元素。因此，无序集合中特定元素的索引没有任何特定含义。

然而，相比之下，通过 SortedSet<T> 中的位置（索引）请求元素在语义上是有意义的。否则，何必为有序集合的开销而烦恼呢？

也就是说，对于不关心性能的小型SortedSet<T>（参见下面的示例），Linq 扩展方法Enumerable.ElementAt() 提供了一种通过索引检索项目的便捷方法。但是，对于检索元素的运行时性能至关重要的大型 SortedSet<T>，请考虑按照 his answer 中的 @Nicholas Carey 大纲实现自定义集合。

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原答案：

您可以通过Enumerable.ElementAt<TSource> 方法通过SortedSet 的索引（位置）访问感兴趣的项目：

var item = mySortedSet.ElementAt(index);

演示：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class SortedSetDemo

    static void Main(string[] args)
    
        var words = new string[]
            "the", "quick", "brown", "fox", "jumps",
             "over", "the", "lazy", "dog";

        // Create a sorted set.
        var wordSet = new SortedSet<string>();
        foreach (string word in words)
        
            wordSet.Add(word);
        

        // List the members of the sorted set.
        Console.WriteLine("Set items in sorted order:");
        int i = 0;
        foreach (string word in wordSet)
        
            Console.WriteLine("0. 1", i++, word);
        

        // Access an item at a specified index (position).
        int index = 6;
        var member = wordSet.ElementAt(index);

        Console.WriteLine("\nThe item at index 0 is '1'!", index,
                          member);
    

预期输出：

The set items in sorted order is:
0. brown
1. dog
2. fox
3. jumps
4. lazy
5. over
6. quick
7. the

The item at position 6 is 'quick'!

【参考方案2】：

那是因为 SortedSet has the semantics of a set 而不是 List-like 构造。因此，它没有实现IList（这使您能够通过Item 属性按索引处理项目）。

正如@DavidRR 所述，您可以使用Linq 扩展方法Enumerable.ElementAt()。然而，由于SortedSet 的后备存储是红黑树——高度平衡的二叉树，通过ElementAt() 按索引访问元素涉及树遍历——O(N)，最坏情况和 O( N/2) 的平均值，以获得所需的项目。与遍历单链表访问第 N^th 项几乎相同。

所以...对于大型集合，性能可能很差。

如果您想要的是一个提供类似数组语义的独特集合，为什么不推出您自​​己的 IList<T> 实现来强制唯一性，就像 SorteSet<T> 所做的那样（忽略集合中已经存在的元素的添加） .使用List<T> 作为后备存储。按排序顺序维护它，以便您可以使用二进制搜索来确定要添加的元素是否已经存在。或者，只需子类型 List<T> 并覆盖适当的方法以获得您想要的语义。

【讨论】：

感谢您解释通过ElementAt() 访问SortedSet 的成员所招致的惩罚。你能提供一个更有效的问题的答案吗？

@DavidRR：查看我修改后的答案。

本着长期代码维护成本的精神，许多人认为直接使用供应商的 API 通常比编写自定义代码更可取，当供应商的 API 满足要求时。 （要求可以包括运行时性能。）也就是说，一个人的代码当然应该记录在案，以表明性能下降的可能性。 Microsoft 包含 Enumerable.ElementAt() 是有原因的……当然在某些场合它既方便又理想！

@DavidRR 是的，但我在概念上不喜欢ElementAt 的IEnumerable<T>s，因为IEnumerable<T> 没有执行特定的顺序。例如，ElementAt、Last 等方法对HashSet<T> 没有意义。不过，您可以实现 IndexedSortedSet<T> 以避免查找损失，但这也意味着您会降低 Add 和 Remove 的性能。

【参考方案3】：

如果您打算将数据加载到集合中，然后访问该集合，请使用HashSet 和ImmutableSortedSet 而不是SortedSet。

将您的数据加载到HashSet，然后调用ToImmutableSortedSet() 转换为可索引的不可变排序集。

【参考方案4】：

您可以使用MCollections 进行插入、编辑、删除、搜索和索引查找在 O(Lg(N)) 时间内，它使用 BST 并在每个节点中存储子节点的数量来访问项目指定索引

【讨论】：

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