排序后獲取未排序的雙精度數組的索引

Question

這個問題來，因為這的同伴一個是認為最快的雙數組排序。

現在，我想獲取對應於未排序數組的前k索引。

我已經實現了這個版本，它（不幸）使用自動裝箱和HashMap ，如一些答案，包括這個建議一個 ：

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)]));
}

如您所見，這使用HashMap ，其鍵具有原始數組的Double值和原始數組的索引作為鍵的值。 因此，在對原始數組進行排序之后，我只是從map檢索它。

我也使用HashSet因為我有興趣使用.contains()方法確定此集合中是否包含int 。 （我不知道這是否有區別，因為正如我在另一個問題中提到的那樣，我的數組很小-50個元素-）。 如果沒有什么區別，請指出。

我對價值本身不感興趣，僅對指數感興趣。

我的問題是，是否有更快的方法？

Answer 1

這種相互鏈接/互鎖的集合使自己容易碎，容易損壞，難以調試，無法維護的代碼。

而是創建一個對象：

class Data {
    double value;
    int originalIndex;
}

創建一個存儲原始值和索引的Data對象數組。

使用自定義比較器對它們進行排序，該比較器查看data.value並對降序進行排序。

現在，數組中最重要的X項就是所需的項，您可以根據需要查看value和originalIndex 。

Answer 2

正如Tim指出的那樣，鏈接多個集合很容易出錯。 我建議使用TreeMap因為這將允許一個獨立的解決方案。

假設您有double[] data ，首先將其復制到TreeMap ：

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

注意：您可以將dataWithIndex聲明為NavigableMap不太具體，但是它要長得多，並且實際上並沒有增加太多，因為JDK中只有一個實現。

這將在O(n lg n)時間內填充Map ，因為每個put均為O(lg n) -這與排序的復雜度相同。 實際上，它可能會稍微慢一些，但它會以相同的方式擴展 。

現在，假設您需要第k元素，首先需要找到第k個元素-這是O(k) ：

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

現在，您只需要獲取具有所有條目直到第k個條目的子映射：

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

如果只需要執行一次，那么使用Java 8可以執行以下操作：

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獲取data索引，並將mapToObj到data[i] => i的Entry （使用AbsractMap.SimpleEntry實現）。 現在使用Entry::getKey排序，並將Stream的大小限制為k個條目。 現在，只需將結果收集到List 。 這具有不破壞data陣列中重復項的優點。

這幾乎完全是Tim在他的答案中所建議的，但是使用了現有的JDK類。

該方法也是O(n lg n) 。 要注意的是，如果重用TreeMap方法，則O(n lg n)來構建Map而只有O(k)可以重用它。 如果要重復使用Java 8解決方案，則可以執行以下操作：

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

即不要將大小限制為k元素。 現在，要獲取前k元素，您只需要做：

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

這樣做的魔力在於它是O(1) 。