数组的不可变数据结构替换

Question

当您需要具有最快访问/更新的不可变列表时，您会使用什么？ 如果你必须从中间访问一个元素，LinkedList可能会很慢，而且创建和重新填充它是不可能的。 二叉树？ 四叉树？

Answer 1

如果更新非常罕见（或者集合很小），那么在初始化之后不写入的数组是值得的。 在这些情况下，低得多的常数因子（时间和空间）都超过线性时间更新。

除此之外，还有许多纯功能数据结构，为这些情况提供了更好的界限。 2-3个手指树（Haskell的Data.Sequence背后的数据结构）就是一个例子。 另一种选择是Clojure的向量和相关的数据结构（例如，轻松的Radix-Balanced Trees），它使用具有高扇出（32或更多）的树来保持读取便宜和结构共享以避免太多副本。

所有这些都是手动实现的中等技巧，特别是如果性能很重要，我不知道现有的实现（我不认为Clojure的向量是简单或方便从Java使用）。

Answer 2

我不确定我理解你在寻找什么，但我会尝试根据我在标准课程中看到的一些内容给出一些指示：

• CopyOnWriteArrayList是一个可变但线程安全的列表，因为它在更新时复制了内部数组。 也许你可以从中调整一些想法，尽管对于大型列表来说显然效率不高。

• ConcurrentHashMap在更复杂的结构上实现了类似的想法。 它将内部哈希表划分为单独的分区，因此更改只需要锁定对相关分区的访问权限。

  对于不可变列表，您可以执行类似的操作：将列表的内部数组划分为多个分区，并将它们全部视为不可变。 当您需要更改列表时，您只需要克隆一个分区和分区的索引，这比复制整个列表要便宜。

• AWTEventMulticaster实现了类似的目标，但重复了绝对最小值。 这是一个聪明的二叉树。 查看来源 。

使用较小的内部分区或块，您可以获得更快的更新，但通常访问速度较慢。 使用更大的块（例如，整个阵列），您可以获得更慢的更新，但访问速度更快。

如果您确实需要最快的访问和更新，则必须使用可变数组。