排序后获取未排序的双精度数组的索引

Question

这个问题来，因为这的同伴一个是认为最快的双数组排序。

现在，我想获取对应于未排序数组的前k索引。

我已经实现了这个版本，它（不幸）使用自动装箱和HashMap ，如一些答案，包括这个建议一个 ：

HashMap<Double, Integer> map = new HashMap<Double, Integer>();
for(int i = 0; i < numClusters; i++) {
    map.put(scores[i], i);
}
Arrays.sort(scores);
HashSet<Integer> topPossibleClusters = new HashSet<Integer>();
for(int i = 0; i < numClusters; i++) {
    topPossibleClusters.add(map.get(scores[numClusters - (i+1)]));
}

如您所见，这使用HashMap ，其键具有原始数组的Double值和原始数组的索引作为键的值。 因此，在对原始数组进行排序之后，我只是从map检索它。

我也使用HashSet因为我有兴趣使用.contains()方法确定此集合中是否包含int 。 （我不知道这是否有区别，因为正如我在另一个问题中提到的那样，我的数组很小-50个元素-）。 如果没有什么区别，请指出。

我对价值本身不感兴趣，仅对指数感兴趣。

我的问题是，是否有更快的方法？

Answer 1

这种相互链接/互锁的集合使自己容易碎，容易损坏，难以调试，无法维护的代码。

而是创建一个对象：

class Data {
    double value;
    int originalIndex;
}

创建一个存储原始值和索引的Data对象数组。

使用自定义比较器对它们进行排序，该比较器查看data.value并对降序进行排序。

现在，数组中最重要的X项就是所需的项，您可以根据需要查看value和originalIndex 。

Answer 2

正如Tim指出的那样，链接多个集合很容易出错。 我建议使用TreeMap因为这将允许一个独立的解决方案。

假设您有double[] data ，首先将其复制到TreeMap ：

final TreeMap<Double, Integer> dataWithIndex = new TreeMap<>();
for(int i = 0; i < data.length; ++i) {
    dataWithIndex.put(data[i], i);
}

注意：您可以将dataWithIndex声明为NavigableMap不太具体，但是它要长得多，并且实际上并没有增加太多，因为JDK中只有一个实现。

这将在O(n lg n)时间内填充Map ，因为每个put均为O(lg n) -这与排序的复杂度相同。 实际上，它可能会稍微慢一些，但它会以相同的方式扩展 。

现在，假设您需要第k元素，首先需要找到第k个元素-这是O(k) ：

final Iterator<Double> keyIter = dataWithIndex.keySet().iterator();
double kthKey;
for (int i = 0; i < k; ++i) {
    kthKey = keyIter.next();
}

现在，您只需要获取具有所有条目直到第k个条目的子映射：

final Map<Double, Integer> topK = dataWithIndex.headMap(kthKey, true);

如果只需要执行一次，那么使用Java 8可以执行以下操作：

List<Entry<Double, Integer>> topK = IntStream.range(0, data.length).
        mapToObj(i -> new SimpleEntry<>(data[i], i)).
        sorted(comparing(Entry::getKey)).
        limit(k).
        collect(toList());

IntStream ，使用IntStream获取data索引，并将mapToObj到data[i] => i的Entry （使用AbsractMap.SimpleEntry实现）。 现在使用Entry::getKey排序，并将Stream的大小限制为k个条目。 现在，只需将结果收集到List 。 这具有不破坏data阵列中重复项的优点。

这几乎完全是Tim在他的答案中所建议的，但是使用了现有的JDK类。

该方法也是O(n lg n) 。 要注意的是，如果重用TreeMap方法，则O(n lg n)来构建Map而只有O(k)可以重用它。 如果要重复使用Java 8解决方案，则可以执行以下操作：

List<Entry<Double, Integer>> sorted = IntStream.range(0, data.length).
        mapToObj(i -> new SimpleEntry<>(data[i], i)).
        sorted(comparing(Entry::getKey)).
        collect(toList());

即不要将大小限制为k元素。 现在，要获取前k元素，您只需要做：

List<Entry<Double, Integer>> subList = sorted.subList(0, k);

这样做的魔力在于它是O(1) 。