從列表中刪除樹的所有對象的算法

Question

我有一個需要從列表中刪除樹的所有對象的問題。

我有一個List<String> Tags ，其中包含整個系統中符合特定條件的標記（通常以某些搜索字符串開頭）。 我也有一個根Device對象。 Device類的描述如下：

public class Device
{
    public int ID;
    public String Tag;
    public EntityCollection<Device> ChildDevices;
}

我所做的嘗試是使用廣度優先搜索，並在訪問每個節點時從列表中刪除標簽，然后返回剩余的內容：

private List<String> RemoveInvalidTags(Device root, List<String> tags)    
{
    var queue = new Queue<Device>();
    queue.Enqueue(root);

    while (queue.Count > 0)
    {
        var device = queue.Dequeue();
        //load all the child devices of this device from DB
        var childDevices = device.ChildDevices.ToList();

        foreach (var hierarchyItem in childDevices)
            queue.Enqueue(hierarchyItem.ChildDevice);

        tags.Remove(device.Tag);
    }

    return tags;
}

目前，我正在訪問2000多個設備節點，並從大約1400個標簽的列表中刪除（由於搜索字符串而減少）。 這大約需要4秒鍾，太長了。

我曾嘗試將標簽列表更改為哈希集，但它帶來的速度改進可忽略不計。

關於算法/更改的任何想法，我可以用來使其更快？

Answer 1

我猜你的樹很“胖”。 也就是說，您的每個節點都有許多子級，但是您沒有很多層。 如果是這種情況，請嘗試“ 深度優先搜索” 。 您應該快速到達最低點，然后能夠開始刪除節點。 您仍然必須訪問所有節點，但是不必像在BFS中那樣存儲盡可能多的中間數據。

Answer 2

您絕對應該使用某種哈希表（對不起，不熟悉c＃的細節）來訪問標簽。

我對從數據庫加載子設備的過程感到好奇。 由於您要遍歷整個樹，因此您可能能夠將大小更大的塊加載到內存中。 廣度優先搜索可能會在開始從隊列中刪除節點之前（如果樹很寬）將大多數樹加載到內存中。

Answer 3

您可以使用Stopwatch來了解瓶頸，如果您問我

var childDevices = device.ChildDevices.ToList();

foreach (var hierarchyItem in childDevices)
   queue.Enqueue(hierarchyItem.ChildDevice);

那就是你的瓶頸。

看一下C＃中的Tree實現 ，希望您已經了解Tree Traversals 。

你為什么不嘗試這個？

foreach (var hierarchyItem in device.ChildDevices)
   queue.Enqueue(hierarchyItem.ChildDevice);

您不需要將device.ChildDevices轉換為list，因為它已經可以枚舉。 當您將其轉換為列表時，它會很渴望，這很枚舉，會很懶。

試試看

Answer 4

最好對代碼進行分析或配置，以找出大部分時間在哪里。 關於“向數據庫加載查詢”（ 即 childDevices = device.ChildDevices.ToList(); ）花費時間的早期注釋和答案可能是正確的，但似乎有可能是
tags.Remove(device.Tag); 那是浪費時間。 .Remove（）對每個排隊的項目完成。 刪除需要O(n)時間：“此方法執行線性搜索；因此，此方法是O（n）運算，其中n為Count。” [MSDN]

也就是說，假設您排隊了m設備項，其中許多設備項具有.Tag不在n個條目的tags列表中。 當查找不在列表中的.Tag時，.Remove會觸摸tags每個元素； 平均而言，它會查看n/2個條目以找到列表中的.Tag，因此總工作量為O(m*n) 。 相比之下，以下方法的工作量為O(m + n) ，通常會小數百倍。

要回避問題：

1. 通過制作與之對應的哈希表H來預處理tags列表
2. 對於每個device.Tag，測試其哈希值是否在H中
3. 如果值在H中，則將device.Tag添加到字典D中
4. 處理完所有device.Tag之后，對於tags列表的每個元素T，如果T在D輸出T中，則抑制T