使用自定义比较器时使用 TreeSet 还是 ArrayList 更好

Posted 2023-02-25

【中文标题】使用自定义比较器时使用 TreeSet 还是 ArrayList 更好

【英文标题】：Is it better to use a TreeSet or ArrayList when using a custom comparator

【发布时间】：2014-08-13 19:19:08

【问题描述】：

我已经实现了一个图表。 我想根据度数对给定的顶点子集进行排序。 因此，我编写了一个名为DegreeComparator 的自定义比较器。

private class DegreeComparator implements Comparator<Integer>

    @Override
    public int compare(Integer arg0, Integer arg1) 
    
        if(adj[arg1].size() == adj[arg0].size()) return arg1 - arg0;
        else return adj[arg1].size() - adj[arg0].size());
    

那么，以下哪一种更有效？

使用TreeSet

public Collection<Integer> sort(Collection<Integer> unsorted)

    Set<Integer> sorted = new TreeSet<Integer>(new DegreeComparator());
    sorted.addAll(unsorted);
    return sorted;

使用ArrayList

Collections.sort(unsorted, new DegreeComparator());

注意第二种方法不是函数，而是一行代码。

直觉上，我宁愿选择第二个。但我不确定它是否更有效。

【问题讨论】：

如果您担心速度，请避免将ints 装进Integers。

在固定输入大小的情况下占用更少的时间和空间。时间先于空间。

【参考方案1】：

Java API 包含许多 Collection 和 Map 实现，因此可能会混淆使用哪一个。这是一个快速流程图，可能有助于从最常见的实现中进行选择

【讨论】：

我错过了LinkedList、Queues/Deques、Concurrent*、Blocking* 和 *SkipLists

此图表无法用于您想要排序的任何内容，例如显示（例如，它与搜索无关）。它实际上也没有回答最初的问题，即关于性能，而不是选择哪种类型的集合。

【参考方案2】：

TreeSet 是一个集合。它删除重复项（具有相同程度的元素）。所以两者不等价。

无论如何，如果您自然想要一个排序列表，那么对列表进行排序。无论集合是否有重复，这都会起作用，即使它具有与填充 TreeSet 相同的复杂度 (O(n*log(n))，它也可能更快（因为它只需要移动数组中的元素，而不必创建大量的树节点）。

【讨论】：

所以，我应该稍微修改一下比较器。请查看我的修改以了解我的修改。

@OnurÇağırıcı TreeSet 仍会删除重复项，我认为这是设计使然？？

@PeterLawrey 新修改如何删除重复项？我没有两个具有相同 ID 的顶点。如果它们的连通性相同，它将返回 ID 之间的差异。

@OnurÇağırıcı 你没有说你不会有重复的值。如果您没有重复项，则无需删除重复项。在 ArrayList 中，即使您有重复项，它也不会删除它们。 ArrayList 更快，所以这可能对你有利。

在 OP 描述的情况下它们是等效的（在您回答后 20 分钟）。

【参考方案3】：

如果您只排序一次，那么ArrayList 显然是赢家。如果您经常添加或删除项目，TreeSet 会更好，因为一次又一次地对列表进行排序会很慢。

另请注意，所有树结构都需要更多内存和内存访问间接，这会使它们变慢。

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如果是中等大小的列表，由于单个元素的变化相当频繁，最快的解决方案可能是使用 ArrayList 并插入到正确的位置（显然假设数组最初是排序的）。

您需要通过Arrays.binarySearch 确定插入位置并插入或删除。实际上，我不会这样做，除非性能非常关键并且基准测试会显示它有帮助。当列表变得非常大并且由于 Java 使用 TimSort（针对这种情况进行了优化）而增益有限时，它会变得很慢。

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正如评论中所指出的，确保Comparator 返回不同的值有时并非易事。好在有Guava的Ordering#arbitrary，如果不需要兼容equals就解决了。如果你这样做了，可以编写一个类似的方法（如果需要，我相信我可以在某个地方找到它）。

【讨论】：

列表是动态的。实际上，有两个不相交的列表，我正在向一个列表添加一个顶点，同时从另一个列表中删除它。

@OnurÇağırıcı 如果您经常这样做，这会使您充满活力。如果列表少于 100 个元素，并且您每秒执行的次数不超过 100 次，则无需关心。你是root of all evil？

很遗憾，不，我的列表有 1000 多个元素，我不知道我做了多少次，但显然超过了 100 次。

@OnurÇağırıcı 然后可能对其进行优化。与否，我建议您在开始过多优化之前对其进行基准测试。我会在大约一小时后发布另一个想法。