Java中使用Bag的原因

Question

我目前正在研究算法和数据结构，在阅读第 4 版算法书时，我发现了Bag数据结构以及Stack和Queue 。 在阅读了它的解释之后，我仍然不清楚为什么我更喜欢使用Bag （没有remove()方法）而不是其他数据结构，如Stack 、 Queue 、 LinkedList或Set ？ 据我从书中了解到， Bag的实现与Stack的实现相同，只是将push()的名称替换为add()并删除pop()方法。

所以Bag的想法基本上是能够收集物品，然后遍历收集到的物品，检查包是否为空，并找出其中的物品数量。 但是在哪种情况下我最好使用Bag而不是上面提到的 Collections 之一？ 为什么Bag基本上没有remove()方法？ 有具体原因吗？

提前致谢。

Answer 1

Stack是ADT的元素集合，具有特定的删除顺序= LIFO（后进先出），允许重复，

Queue是元素集合的ADT，具有特定的删除顺序= FIFO（先进先出），允许重复，

LinkedList是列表的实现，

Set是不允许重复的元素集合的ADT，

Bag是元素集合的ADT，允许重复。

通常，任何包含元素的东西都是Collection 。 任何允许重复的集合都是Bag ，否则就是Set 。 通过索引访问元素的任何包都是List 。 在最后一个之后附加新元素并且具有从头部（第一索引）移除元素的方法的Bag是Queue 。 在最后一个之后附加新元素并且具有从尾部（最后一个索引）移除元素的方法的Bag是Stack 。

示例：在Java中， LinkedList是一个集合，包，列表，队列，你也可以使用它，因为它支持堆栈操作（ add ~ addLast ~ push ， peekLast ， removeLast ~ pop ），所以你可以调用它它也堆叠。 原因是，为什么它没有实现Stack接口，这个peek方法是由Queue实现保留的，它检索列表的头部（第一个元素）。 因此，在LinkedList的情况下，“堆栈方法”是从Deque派生的。

Bag是否包含remove(Object)可能取决于实现，例如，您可以实现自己的Bag类型，它支持此操作。 您还可以实现get(int)操作来访问指定索引上的对象。 get(int)时间复杂度取决于你的实现，例如，可以通过链表实现Bag ，因此复杂性将是平均O（n / 2），另一个是通过可调整大小的数组（array-list）直接访问元素通过索引，因此复杂度为O（1）。

但Bag的主要思想是，它允许重复和迭代这个集合。 它是否支持其他有用的操作取决于实现者的设计决策。

使用哪种收集类型取决于您的需求，如果不需要重复，您将使用Set而不是Bag 。 此外，如果你在乎删除命令你会选择Stack或Queue它们基本上Bags与特定的删除顺序。 您可以将Bag视为Stack和Queue超类型，它通过特定操作扩展其api。

大多数情况下，您只需要收集对象并以某种方式处理它们（迭代+元素处理）。 因此，您将使用最简单的Bag实现，即单向链接列表。

Answer 2

Bag是一个无序的值集合，可能有重复值。 将堆栈与袋子进行比较时，第一个区别是对于堆栈，顺序很重要。

Bag 只支持add和iterate操作。 您不能从包中取出物品——可以从堆栈中取出元素。-。 在检查容器是否真的为空之后，客户端可以遍历它的元素； 由于定义未指定实际顺序，因此客户不得依赖它。

当您需要收集对象并将它们作为一个整体而不是单独处理时，袋子很有用。 例如，您可以收集样本，然后计算它们的统计数据，例如平均值或标准偏差——在这种情况下顺序无关紧要。

就优先级队列而言，包是一个优先级队列，其元素移除（top()-返回并提取具有最高优先级的元素。）被禁用。 优先级队列 api 有top 、 peek 、 insert 、 remove和update方法。 一次可以查看一个元素，每个元素的优先级由一个均匀分布的随机数给出。 优先级也会在每次迭代中发生变化。