Я завжди любив дерева, ту приємність O(n*log(n))і охайність їх. Однак кожен програмний інженер, якого я коли-небудь знав, питав мене, чому я використовую TreeSet. З огляду на CS, я не думаю, що це важливо все, що ви використовуєте, і мені не байдуже возитися з хеш-функціями та відрами (у випадку Java).
У яких випадках я повинен використовувати HashSetпонад TreeSet?
Відповіді:
HashSet набагато швидший, ніж TreeSet (постійний час проти журналу для більшості операцій, таких як додавання, видалення та вміст), але не пропонує гарантій замовлення, як TreeSet.
SortedSet)first(), last(), headSet(), і tailSet()т.д.HashSetі TreeSet. Реалізована як хеш-таблиця із пов'язаним списком, що проходить через неї, однак вона забезпечує впорядковану вставкою ітерацію, яка не є такою, як відсортований обхід, гарантований TreeSet .Отже, вибір використання повністю залежить від ваших потреб, але я вважаю, що навіть якщо вам потрібна замовлена колекція, ви все одно віддаєте перевагу HashSet для створення набору та перетворення його в TreeSet.
SortedSet<String> s = new TreeSet<String>(hashSet);Однією з переваг, про яку ще не було сказано, TreeSetє те, що вона має більшу "локальність", що є скороченим словом (1), якщо два записи знаходяться поруч у порядку, TreeSetрозміщує їх поруч один з одним у структурі даних, а отже, і в пам'яті; та (2) це розміщення використовує принцип локальності, який говорить про те, що подібні дані часто доступні програмою з однаковою частотою.
Це на відміну від символу a HashSet, який розповсюджує записи по всій пам'яті, незалежно від їх клавіш.
Коли вартість затримки читання з жорсткого диска в тисячу разів перевищує вартість зчитування з кеша або оперативної пам'яті, а коли дані дійсно доступні з локацією, TreeSetвибір може бути набагато кращим.
TreeSet/ TreeMapне з боку OpenJDK не оптимізована. Хоча можна використовувати b-дерево порядку 4 для подання червоно-чорного дерева і, таким чином, покращити локальність та кеш-ефективність, але це не так, як працює реалізація. Натомість кожен вузол зберігає вказівник на власний ключ, власне значення, його батьківський і лівий і правий дочірні вузли, що видно у вихідному коді JDK 8 для TreeMap.Entry .
HashSetє O (1) для доступу до елементів, тому це, безумовно, має значення. Але підтримувати порядок об’єктів у наборі неможливо.
TreeSetє корисним, якщо для вас має значення підтримка порядку (у значеннях, а не в порядку вставки). Але, як ви зазначали, ви торгуєте замовленням на повільний час для доступу до елемента: O (log n) для основних операцій.
Ця реалізація забезпечує гарантовану вартість журналу (п) час для основних операцій (
add,removeіcontains).
1.HashSet дозволяє нульовий об’єкт.
2.TreeSet не дозволить нульовому об’єкту. Якщо ви спробуєте додати нульове значення, воно викине NullPointerException.
3.HashSet набагато швидше, ніж TreeSet.
напр
TreeSet<String> ts = new TreeSet<String>();
ts.add(null); // throws NullPointerException
HashSet<String> hs = new HashSet<String>();
hs.add(null); // runs finenullу свій набір.
TreeSet<String> badassTreeSet = new TreeSet<String>(new Comparator<String>() { public int compare(String string1, String string2) { if (string1 == null) { return (string2 == null) ? 0 : -1; } else if (string2 == null) { return 1; } else { return string1.compareTo(string2); } } }); badassTreeSet.add("tree"); badassTreeSet.add("asdf"); badassTreeSet.add(null); badassTreeSet.add(null); badassTreeSet.add("set"); badassTreeSet.add("tree"); System.out.println(badassTreeSet);
Базуючись на чудовій візуальній відповіді на Картах від @shevchyk, ось мій результат:
╔══════════════╦═════════════════════╦═══════════════════╦═════════════════════╗
║ Property ║ HashSet ║ TreeSet ║ LinkedHashSet ║
╠══════════════╬═════════════════════╬═══════════════════╬═════════════════════╣
║ ║ no guarantee order ║ sorted according ║ ║
║ Order ║ will remain constant║ to the natural ║ insertion-order ║
║ ║ over time ║ ordering ║ ║
╠══════════════╬═════════════════════╬═══════════════════╬═════════════════════╣
║ Add/remove ║ O(1) ║ O(log(n)) ║ O(1) ║
╠══════════════╬═════════════════════╬═══════════════════╬═════════════════════╣
║ ║ ║ NavigableSet ║ ║
║ Interfaces ║ Set ║ Set ║ Set ║
║ ║ ║ SortedSet ║ ║
╠══════════════╬═════════════════════╬═══════════════════╬═════════════════════╣
║ ║ ║ not allowed ║ ║
║ Null values ║ allowed ║ 1st element only ║ allowed ║
║ ║ ║ in Java 7 ║ ║
╠══════════════╬═════════════════════╩═══════════════════╩═════════════════════╣
║ ║ Fail-fast behavior of an iterator cannot be guaranteed ║
║ Fail-fast ║ impossible to make any hard guarantees in the presence of ║
║ behavior ║ unsynchronized concurrent modification ║
╠══════════════╬═══════════════════════════════════════════════════════════════╣
║ Is ║ ║
║ synchronized ║ implementation is not synchronized ║
╚══════════════╩═══════════════════════════════════════════════════════════════╝Причина, по якій найчастіше використовують, HashSetполягає в тому, що операції є (в середньому) O (1) замість O (log n). Якщо набір містить стандартні елементи, ви не будете «возитися з хеш-функціями», як це було зроблено для вас. Якщо набір містить власні класи, ви повинні реалізувати hashCodeдля використання HashSet(хоча Ефективна Java показує, як), але якщо ви використовуєте a, TreeSetви повинні зробити його Comparableабо поставити Comparator. Це може бути проблемою, якщо клас не має певного порядку.
Я іноді використовував TreeSet(або насправді TreeMap) для дуже невеликих наборів / карт (<10 предметів), хоча я не перевіряв, чи є реальна вигода в цьому. Для великих наборів різниця може бути значною.
Тепер, якщо вам потрібно відсортовано, то TreeSetце доречно, хоча навіть тоді, якщо оновлення часті, а потреба в відсортованому результаті нечаста, іноді копіювання вмісту до списку чи масиву та сортування їх може бути швидшим.
Якщо ви не вставляєте достатньо елементів, що призводить до частого переробки (або зіткнення, якщо ваш HashSet не може змінити розмір), HashSet, безумовно, дає вам перевагу постійного доступу до часу. Але на наборах з великим ростом або усадкою ви можете реально отримати кращі показники роботи з Treesets, залежно від реалізації.
Амортизований час може бути близьким до O (1) з функціональним червоно-чорним деревом, якщо мені служить пам'ять. У книзі Окасакі було б краще пояснення, ніж я можу зняти. (Або дивіться його список публікацій )
Реалізації HashSet, звичайно, набагато набагато швидші - менше накладних витрат, тому що замовлення немає. Хороший аналіз різних реалізацій Set на Java надається на веб-сторінці http://java.sun.com/docs/books/tutorial/collections/implementations/set.html .
Дискусія там також вказує на цікавий "середній" підхід до питання "Дерево проти Хеша". Java надає LinkedHashSet, що представляє собою HashSet з "орієнтованим на вставку" зв'язаним списком, що проходить через нього, тобто останній елемент у зв'язаному списку також є останнім часом вставленим у хеш. Це дозволяє уникнути непорозуміння невпорядкованого хешу, не несучи при цьому збільшення витрат TreeSet.
TreeSet є одним з двох відсортованих колекцій (інший TreeMap). Він використовує червоно-чорну структуру дерева (але ви це знали) і гарантує, що елементи будуть у порядку зростання, відповідно до природного порядку. За бажанням ви можете створити TreeSet з конструктором, який дозволяє вам надати колекції свої власні правила щодо того, яким повинен бути порядок (а не покладатися на впорядкування, визначене класом елементів), використовуючи Порівняльний або Порівняльний
і LinkedHashSet - це впорядкована версія HashSet, яка підтримує подвійно пов'язаний Список для всіх елементів. Використовуйте цей клас замість HashSet, коли ви дбаєте про порядок ітерації. Коли ви повторюєте HashSet, порядок непередбачуваний, тоді як LinkedHashSet дозволяє переглядати елементи в тому порядку, у якому вони були вставлені
Дано багато відповідей, виходячи з технічних міркувань, особливо щодо виконання. На мою думку, вибір між TreeSetі HashSetмає значення.
Але я б сказала, що вибір повинен спочатку спиратися на концептуальні міркування.
Якщо для об'єктів, якими потрібно маніпулювати, природне впорядкування не має сенсу, тоді не використовуйте TreeSet.
Це відсортований набір, оскільки він реалізує SortedSet. Таким чином, це означає, що вам потрібно перекрити функцію compareTo, яка повинна відповідати тій, що повертає функцію equals. Наприклад, якщо у вас є набір об'єктів класу під назвою Student, я не думаю, щоTreeSetце мало б сенс, оскільки немає природного впорядкування між студентами. Ви можете замовити їх за середньою оцінкою, добре, але це не "природне замовлення". Функція compareToповертає 0 не лише тоді, коли два об'єкти представляють одного учня, але і тоді, коли двоє різних учнів мають однакову оцінку. У другому випадку equalsповернеться помилковим (якщо ви не вирішите зробити останнє поверненням істинним, коли двоє різних учнів мають однакову оцінку, що зробить, що equalsфункція має оманливе значення, а не сказати неправильне значення.)
Зауважте, що ця послідовність між equalsі compareToнеобов’язково, але настійно рекомендується. Інакше контракт інтерфейсу Setрозірваний, що робить ваш код оманливим для інших людей, таким чином, також, можливо, призводить до несподіваної поведінки.
Це посилання може бути хорошим джерелом інформації щодо цього питання.
Навіщо яблука, коли можна апельсини?
Серйозно, хлопці та дівчата - якщо ваша колекція велика, читається і записується в газиліони разів, і ви платите за цикли процесора, то вибір колекції є актуальним ТІЛЬКИ, якщо вам НЕОБХІДНО це зробити краще. Однак у більшості випадків це насправді не має значення - кілька мілісекунд тут і там залишаються непоміченими по-людськи. Якщо це дійсно так важливо, чому ви не пишете код в асемблері чи C? [ще одна дискусія]. Тож справа в тому, якщо ви раді використовувати будь-яку колекцію, яку ви вибрали, і це вирішує вашу проблему [навіть якщо це не конкретно найкращий тип колекції для завдання] вибити себе з себе. Програмне забезпечення є ковким. Оптимізуйте код, де це необхідно. Дядько Боб каже, що передчасна оптимізація - корінь усього зла. Дядько Боб так говорить
Редагування повідомлення ( завершити перезапис ) Коли замовлення не має значення, саме тоді. І те й інше має дати Log (n) - було б корисно побачити, чи один із них на п’ять відсотків швидший, ніж інший. HashSet може дати тестування O (1) в циклі, повинно виявити, чи є це.
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
public class HashTreeSetCompare {
//It is generally faster to add elements to the HashSet and then
//convert the collection to a TreeSet for a duplicate-free sorted
//Traversal.
//really?
O(Hash + tree set) > O(tree set) ??
Really???? Why?
public static void main(String args[]) {
int size = 80000;
useHashThenTreeSet(size);
useTreeSetOnly(size);
}
private static void useTreeSetOnly(int size) {
System.out.println("useTreeSetOnly: ");
long start = System.currentTimeMillis();
Set<String> sortedSet = new TreeSet<String>();
for (int i = 0; i < size; i++) {
sortedSet.add(i + "");
}
//System.out.println(sortedSet);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("useTreeSetOnly: " + (end - start));
}
private static void useHashThenTreeSet(int size) {
System.out.println("useHashThenTreeSet: ");
long start = System.currentTimeMillis();
Set<String> set = new HashSet<String>();
for (int i = 0; i < size; i++) {
set.add(i + "");
}
Set<String> sortedSet = new TreeSet<String>(set);
//System.out.println(sortedSet);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("useHashThenTreeSet: " + (end - start));
}
}