Question

以下是要求：

存储具有多个属性的对象，包括除用于排序的优先级整数之外的唯一ID。
优先级会有重复值。
通过其ID（即Dictionary / Hashtable键）检索/检查对象是否为O（1）。
按优先级检索“前10项”必须尽可能快。我的假设是这意味着必须有一个单独的List / LinkedList来保持对字典/哈希表中的项的引用。如果是这样，只要添加或删除项目，或者项目的优先级值发生变化，就必须维护此List / LinkedList。
在添加/删除项目或更改项目的优先级时重新排序项目的速度尽可能快。

您将使用什么数据结构？ .NET中是否已存在？还是应该定制？我倾向于后者。

Answer 1

SortedList为您提供顺序访问和O（log n）检索，这是您使用提供的.NET集合所能做的最好的。

当我需要这样做时，我结婚了一个优先级队列和一本字典。它看起来像是：

var myqueue = new PriorityQueue<DataType>();
var myDictionary = new Dictionary<KeyType, PriorityQueueNode<DataType>>();

每当我插入一个项目时，我都会将其插入到队列中，该队列返回PriorityQueueNode。我把它插入字典。

这给了我O（1）检索和O（log n）插入。如果使用pairing heap而不是我使用的二进制堆优先级队列，则可以进行分摊的O（1）插入。

检索前k项是O（n log k），其中n是优先级队列中的项数。我使用了堆选择。我在When theory meets practice中写了一些关于堆选择的文章。考虑到项目已经在堆中，您应该能够使用基于An Optimal Algorithm for Selection in a Min-Heap的技术在O（k）中执行此操作。我认为这是可能的，但我还没有这样做。

我有一个基于堆的优先级队列，可能会为您解决问题。来源位于http://mischel.com/pubs/priqueue.zip。不幸的是，我写的关于它的文章已不再在线提供。但如果你给我发电子邮件（jim AT mischel.com）并提及这个帖子，我会看看我是否可以把它挖出来。

但我不再拥有组合字典/优先级队列的代码。遗憾。

评论中的问题解答

您是否需要优先级队列或列表/链接列表实际上取决于您如何使用它以及集合中有多少项。如果使用线性列表，则添加和更改优先级为O（n）。如果您按键删除，则删除为O（1）。按优先级删除是O（n），因为您必须先找到该项目才能删除它。但是找到前k个项目是微不足道的：你先拿k个项目。

在二进制堆优先级队列中，插入，删除和更改优先级为O（log n）。获得前k项是O（k），但实际上比线性列表慢。虽然如果你知道它总是你想要的前10名，你可以找到并将它们缓存在一个单独的列表中。这样你大部分时间都可以快速返回。每当添加，删除或更改优先级时，您都会设置一个脏标志，以便您知道在下次有人要求时重新生成前10个列表。

pairing heap很可能就是你想要的。它确实在O（1）摊销时间内添加和删除。改变优先级也不算太差（参见链接的维基百科文章和原始论文[上面链接]）。删除是O（log n）。找到前10名的最坏情况是O（n log k），但是你可以再次缓存这些项目，只有在堆变化时才重新生成前10名。如果k是常数或者最大k是项目总数的一小部分，则缓存思想最有效。

您可以查看具有多个优先级队列实现的C5 Generic Collection Library。我没有用它，但听说过它很好。

这真的归结为集合中有多少项目以及变更的频率与前10名的请求相比。我不需要花费很多项目（几千，我怀疑）一个真正杀死你的线性列表。由于您可以轻松地缓存前10个列表并根据需要重新创建它，因此当集合大小增加时，优先级队列的其他操作的较低成本非常有吸引力。

考虑到这一点，SortedList可能是您想要的混合操作。获得前10名的项目非常快。它易于使用。为什么不制作原型并看看它是否能提供足够好的性能呢？

.NET Dictionary / Hashtable还维护排序？

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