資料結構之Java實現底層Map

2021-08-28 09:02:56 字數 3768 閱讀 3199

map是一種對映類集合,相比於set既有鍵也有值,以一對鍵值對形式儲存,不能存在相同元素(鍵不能相同),首先和前面的set一樣,定義乙個map介面類,分別用鍊錶和二分搜尋樹來實現,由於結點元素需要儲存的是一對鍵值對,所以不用前面文章的鍊錶和二分搜尋樹,重新定製一下結點資訊和相應的資料結構,下面是實現過程。

1、map介面

public inte***ce map

2、用鍊錶實現map

public class linkedlistmapimplements map

public node(k key, v value)

public node()

@override

public string tostring()

}private node dummyhead;  //宣告虛擬頭結點

private int size;   //宣告尺寸大小

public linkedlistmap()

//輔助函式 根據鍵獲取到相應結點

private node getnode(k key)

return null;   //遍歷整個map集合都沒找到,返回空

}@override

public void add(k key, v value) else

//否則,此鍵存在,則更新其值

node.value = value;

}//刪除元素

@override

public v remove(k key)

if(prev.next != null)

return null;

}@override

public void set(k key, v newvalue)

@override

public v get(k key)

@override

public int getsize()

@override

public boolean isempty()

@override

public boolean contain(k key)

}2、用二分搜尋樹實現map

public class bstmap, v> implements map

}private node root; //宣告根結點

private int size; //宣告尺寸大小

public bstmap()

@override

public int getsize()

@override

public boolean isempty()

//私有輔助函式,根據傳入結點和鍵找到與其相應的結點,採取遞迴思想

private node getnode(node node, k key)

@override

public boolean contain(k key)

@override

public void add(k key, v value)

//真正呼叫的新增元素,根據傳入結點、鍵值對實現新增操作,私有化,遞迴思想

private node add(node node, k key, v value)

//如果鍵比當前結點鍵小則在左子樹遞迴尋找

if (key.compareto(node.key) < 0) else if (key.compareto(node.key) > 0)

//如果該鍵已存在則以傳入的值更新該結點的值

else

return node;

}//找到最小鍵的結點的函式,私有化,遞迴思想,也就是一直找到樹中最左邊結點

private node minimum(node node)

//刪除最小鍵結點函式,遞迴思想

private node removemin(node node)

node.left = removemin(node.left);

return node;

}//根據鍵刪除該結點

@override

public v remove(k key)

return null;

}//刪除結點真正呼叫的函式,遞迴思想

private node remove(node node, k key) else if (key.compareto(node.key) > 0) else

// 待刪除結點右子樹為空的情況

if (node.right == null)

// 待刪除節點左右子樹均不為空的情況

// 找到比待刪除節點大的最小節點, 即待刪除節點右子樹的最小節點

// 用這個節點頂替待刪除節點的位置

node successor = minimum(node.right);

successor.right = removemin(node.right);

successor.left = node.left;

node.left = node.right = null;

return successor;}}

//根據鍵為相應結點設定新值

@override

public void set(k key, v newvalue)

//根據鍵獲取相應的值

@override

public v get(k key)

以上是兩種實現集合的方法,linkedlistmap對於增、查、刪的時間複雜度都是o(n),bstmap對於增、查、刪平均時間複雜度為o(log n)優於linkedlistmap,但對於二分搜尋樹最壞的情況下是退化成煉表所以其時間複雜度最壞情況是o(n).下面是與前面文章set一樣的方式讀取檔案分析詞彙比較消耗時間,下面是整個過程。

首先是檔案操作工具類

public class fileoperation

scanner scanner;

try

else

return false;

}catch(ioexception ioe)

if (scanner.hasnextline()) else

i++;

}return true;

}private static int firstcharacterindex(string s, int start)

}然後是測試程式

public class main

system.out.println("total different words: " + map.getsize());

system.out.println("frequency of pride: " + map.get("pride"));

system.out.println("frequency of prejudice: " + map.get("prejudice"));

}long endtime = system.nanotime();

return (endtime - starttime) / 1000000000.0;

}public static void main(string args)

}下面是測試結果

操作相同的詞彙量的文字,正如預見性的一樣bstmap優於linkedlistmap,但是需要規避二分搜尋樹出現退化為單鏈表情況,所以有了後面的平衡二叉樹等結構,以上整個過程實現了map基本功能 

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