存儲2D數據的數據結構的想法？

Question

我有一個大的2D網格，x-by-y。 應用程序的用戶將添加有關此網格上特定點的數據。 遺憾的是，網格太大而無法實現為大型x-by-y陣列，因為運行它的系統沒有足夠的內存。

實現這一點的好方法是什么，只有添加了數據的點存儲在內存中？

我的第一個想法是創建數據點的BST。 諸如“（long）x << 32 + y”的散列函數將用於比較節點。

然后我得出結論，如果沒有很好的平衡，這可能會失去效率，所以我想出了一個具有可比BST點數的BST的想法。 外部BST將根據它們的x值比較內部BST。 內部BST將比較點的y值（並且它們都具有相同的x）。 因此，當程序員想要查看（5,6）處是否存在點時，他們會查詢外部BST為5.如果在該點存在內部BST，則程序員將查詢內部BST為6.結果將被退回

你能想到更好的實現方法嗎？

編輯：關於HashMaps：大多數HashMaps都需要有一個數組用於查找。 有人會說“data [hash（Point）] = Point（）;” 設置一個點然后通過散列找到Point來查找索引。 然而，問題是數組必須是散列函數范圍的大小。 如果此范圍小於添加的數據點總數，則它們將沒有空間或必須添加到溢出。 因為我不知道將要添加的點數，所以我必須假設這個數字小於一定數量，然后將數組設置為該大小。 同樣，這實例化了一個非常大的數組（盡管假設數據點的數量比x * y少，但比原來要小）。 我希望結構能夠與數據量成線性比例，並且在空的時候不占用大量數據。

看起來我想要的是SparseArray，正如一些人所提到的那樣。 它們的實施方式類似於在BST內部使用BST嗎？

Edit2：Map <>是一個界面。 如果我使用Map，那么看起來TreeMap <>將是最好的選擇。 所以我最終會得到TreeMap <TreeMap <Point >>，類似於人們所做的Map <Map <Point >>>建議，這基本上是BST內部的BST。 感謝您的信息，因為我不知道TreeMap <>基本上是BST的Java SDK。

編輯3：對於那些可能關心的人，選擇的答案是最好的方法。 首先，必須創建一個包含（x，y）並實現可比較的Point類。 Point可以通過類似（（（long）x）<< 32）+ y）的方式進行比較。 然后，TreeMap會指向數據。 搜索這個是有效的，因為它在一個平衡的樹中，因此log（n）成本。 用戶還可以使用TreeMap.entrySet（）函數查詢所有這些數據，或者遍歷它，該函數返回一組Points以及數據。

總之，這允許稀疏陣列的空間效率和搜索效率的實現，或者在我的情況下，2D陣列，其也可以有效地迭代。

Answer 1

Quadtree ， k -d-tree或R-tree 。

將大點陣列的索引存儲到其中一個空間結構中。 如果數據不是均勻分布的，則這種空間結構是有利的，例如集中在城市中的地理數據，並且在海中沒有任何意義。

想想你是否可以忘記常規網格，並使用四叉樹。
（想想，為什么你需要一個規則的網格？常規網格通常只是一個簡化）

在任何情況下都不要使用Objects來存儲Point。 這樣的Object只需要20個字節，因為它是一個對象！ 對於龐大的數據集來說，這是個壞主意。

int x[] ， int[] y或int[]xy數組與內存使用情況相關。

考慮閱讀

Hanan Samet的“多維數據結構的基礎”

（至少是介紹）。

Answer 2

您可以使用Map<Pair, Whatever>來存儲數據（您必須編寫Pair類）。 如果需要以某種特定順序迭代數據，請使Pair Comparable ，並使用NavigableMap

Answer 3

一種方法可以是Map<Integer, Map<Integer, Data>> 。 外部映射上的鍵是行值，內部映射中的鍵是列值。 與該內部映射關聯的值（在本例中為Data類型）對應於(row, column)處的數據。 當然，如果您正在嘗試進行矩陣運算等，這將無濟於事。 為此你需要稀疏矩陣。

另一種方法是將行和列表示為Coordinate類或Point類。 您將需要實現equals和hashCode （應該非常簡單）。 然后，您可以將數據表示為Map<Point, Data>或Map<Coordinate, Data> 。

Answer 4

您可以擁有一個對象列表的列表，該對象可以編碼它的水平和垂直位置。

class MyClass
{
    int x;
    int y;
    ...
}

Answer 5

也許我在這里過於簡單，但我認為你可以使用常規的HashMap 。 它將包含自定義Point對象作為鍵：

class Point {
    int x;
    int y;
}

然后重寫equals方法（以及hashCode方法）以基於x和y 。 這樣您只能存儲包含某些數據的點。

Answer 6

我認為你是以正確的方式以高效的方式執行此操作 - 它可以通過使用地圖映射相當容易地實現，包含在類中以提供用於查找的干凈界面。

另一種（更有效的內存）方法是使用單個映射，其中鍵是元組（x，y）。 但是，如果您需要進行諸如“給我所有值x == some value ”的查詢，這將不太方便。

Answer 7

您可能希望查看Matrix工具包項目中的FlexCompColMatrix，CompColMatrix和其他稀疏矩陣實現。

性能將取決於寫/讀比率和矩陣的密度，但如果您使用矩陣包，通過切換實現將更容易實驗

Answer 8

我給你的建議是使用Commons Math：Apache Commons數學庫 。 因為它可以通過利用您的應用程序所需的數學力量來節省您的一天。