java - Guava 中的不可变优先级队列

Question

我尝试使用 Guava 库制作不可变的优先级队列。作为队列“后端”，我使用 ImmutableSortedMultiset。但我有一个性能问题 - 操作推送和弹出非常慢。从排序的不可变集合中添加和删除单个项目的最佳方法是什么？ 谢谢!

这是我的代码:

public class ImmutablePriorityQueue<T extends Comparable<T>> implements PriorityQueue<T> {

    private final ImmutableSortedMultiset<T> multiset;

    private ImmutablePriorityQueue() {
        this(ImmutableSortedMultiset.<T>of());
    }

    private ImmutablePriorityQueue(ImmutableSortedMultiset<T> multiset) {
        this.multiset = multiset;
    }

    public static <T extends Comparable<T>> PriorityQueue<T> createEmpty() {
        return new ImmutablePriorityQueue<T>();
    }

    @Override
    public T peek() {
        if (isEmpty()) throw new EmptyCollectionException();
        return multiset.firstEntry().getElement();
    }

    @Override
    public PriorityQueue<T> push(T element) {
        ImmutableSortedMultiset.Builder<T> builder = multiset.naturalOrder();
        return new ImmutablePriorityQueue<T>(builder.add(element).addAll(multiset.asList()).build());
    }

    @Override
    public PriorityQueue<T> pop() {
        if (isEmpty()) throw new EmptyCollectionException();
        ImmutableSortedMultiset.Builder<T> builder = multiset.naturalOrder();
        return new ImmutablePriorityQueue<T>(builder.addAll(multiset.asList().subList(1, size())).build());
    }

    @Override
    public PriorityQueue<T> clear() {
        return new ImmutablePriorityQueue<T>();
    }

    @Override
    public int size() {
        return multiset.size();
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return multiset.isEmpty();
    }
}

Answer 1

这看起来更像是一个“CopyOnWrite”数据结构，至少在 Java 中是这样称呼的。您可能想看看CopyOnWriteArrayList的实现，但它仍然不同，因为它不返回对象的副本，而是锁定内部状态并创建它的副本。

Guava 中的不可变对象(immutable对象)通常禁止对对象进行修改，即摘录自 ImmutableList:

@Deprecated
@Override
public final E set(int index, E element) {
   throw new UnsupportedOperationException();
}

现在，考虑到 pop() 操作的性能，asList() 将创建一个临时数组来存储元素，因此以这种方式创建副本可能会有一个较小的开销:

TreeMultiset<String> original = TreeMultiset.create(Arrays.asList("a", "b", "a", "c", "b", "d"));
System.out.println("original: " + original);

SortedMultiset<String> tail = ImmutableSortedMultiset.copyOfSorted(original.tailMultiset(original.firstEntry().getElement(), BoundType.OPEN));
System.out.println("tail: " + tail);

这个想法是获取第一个条目并查询一个范围，该范围是左开边界(意思是“排除”)。这打印:

original: [a x 2, b x 2, c, d]
tail: [b x 2, c, d]

您可能还需要返回一对新创建的集合和一个已弹出的元素，以免丢失已弹出的元素。这只是一个想法，我不确定这种方法是否在任何地方使用。