Java数据结构，具有高效的添加、删除和随机

我需要一个可以有效地添加、删除和访问随机对象的Java数据结构

这是不起作用的：

ArrayList具有高效的add（常量时间）和随机访问（仅使用随机整数“get”），但删除可能需要线性时间，因为它可能需要搜索整个列表才能找到它

TreeSet或HashSet具有高效的添加和删除功能，但我不知道如何获取随机对象

有什么想法吗

理论上，如果我可以用随机的左键或右键遍历树，那么B树就可以工作，但我认为标准Java类没有给我这种能力

如果标准Java类中的任何东西都不起作用，我愿意使用第三方库

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我不需要支持重复或空，也不需要是线程安全的

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谢谢。

我建议您使用带有整数键的映射。这样，您就可以为删除生成一个随机数

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留给读者的问题是：在后续删除（或任何操作）时，都会有间隙。

如果将列表删除设置为无序，则可以使用ArrayList/HashMap对（映射将在其中存储列表中对象的索引）来获得间隙。移除时，您只需移动最后一个元素以填充移除项的空间，而不是将列表中所有后续元素下移一个位置。在拆卸过程中，最多需要接触两种不同的元件。一个简单的例子（我还没有测试过，希望我没有搞错）：

class SpecialSet扩展了AbstractSet实现集{
私有最终列表=新的ArrayList（）；
私有最终映射indexMap=newhashmap（）；
@凌驾
公共布尔加法（E）{
如果（包含（e））返回false；
indexMap.put（e，list.size（））；
列表.添加（e）；
返回true；
}
@凌驾
公共布尔删除（对象o）{
整数indexbox=indexMap.remove（o）；
if（indexbox==null）返回false；
int索引=索引框；
int last=list.size（）-1；
E元素=列表。删除（最后一个）；
如果（索引！=最后一个）{
indexMap.put（元素、索引）；
list.set（索引、元素）；
}
返回true；
}
公共电子商务{
E element=list.get（（int）（Math.random（）*size（））；
移除（元素）；
返回元素；
}
@凌驾
公共布尔包含（对象o）{
返回索引map.containsKey（o）；
}
@凌驾
公共迭代器迭代器（）{
return list.iterator（）；
}
@凌驾
公共整数大小（）{
返回list.size（）；
}
}

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根据您想要的对象相等性测试行为，您可能可以将HashMap替换为IdentityHashMap，以获得更快的速度。

请注意，如果您预先分配到所需的最大大小，一个简单数组就可以完成这项工作。保留一个“top”索引值，并通过递增“top”并存储到该数组元素中来插入。删除时，将“top”值向下复制到已删除的元素中，并减小“top”

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如果您不知道自己的最大大小，您仍然可以分配一个数组数组并使用相同的基本算法，只需在访问元素之前首先计算主数组索引值和次数组索引值。

ArrayList.remove（int index）

以摊销的固定时间运行。据我所知，这意味着单个调用是线性时间，但一系列调用的平均时间接近常数时间。感谢Aarowaim，但我不知道要删除的对象的索引。我想我可以将这些信息单独存储在HashMap或其他什么东西中，但是一旦我从ArrayList中删除了一个对象，列表中的其他对象就会改变索引，这意味着HashMap中的一些值可能是错误的，修复它们需要线性时间。@您需要允许重复元素吗？我不需要支持重复或null，也不需要是线程安全的。您在说多少个元素？几百？几千？数以百万计的？它们是简单的数字、字符串还是更复杂的对象？但如果不知道某个值的键，如何删除该值？你仍然需要进行低效的线性搜索才能找到它。哇，谢谢你的代码！我只是把它投入到我的项目中。（我只是将“RemoveAndom”改为“getRandom”，并取出了删除它的行）。它工作得很好！我一直在使用一个ArrayList进行低效的删除，但当我改为这段代码时，处理时间从1900毫秒下降到628毫秒。哇，哇，哇！谢谢,谢谢,谢谢!！我看不出HashMap在这里的重要性。这里最重要的技巧是：移除不是直接移除元素，而是移除最后一个元素，并将最后一个元素放置在需要移除的位置。在这种情况下，只需一个

ArrayList

作为内部结构即可help@AdrianShum您必须先找到一个元素，然后才能删除它；这就是HashMap快速生成的部分。@Boann Oops，你是对的，我忽略了delete部分（我想OP要求按索引删除）

class SpecialSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E> {
    private final List<E> list = new ArrayList<>();
    private final Map<E,Integer> indexMap = new HashMap<>();

    @Override
    public boolean add(E e) {
        if (contains(e)) return false;
        indexMap.put(e, list.size());
        list.add(e);
        return true;
    }

    @Override
    public boolean remove(Object o) {
        Integer indexBoxed = indexMap.remove(o);
        if (indexBoxed == null) return false;
        int index = indexBoxed;
        int last = list.size() - 1;
        E element = list.remove(last);
        if (index != last) {
            indexMap.put(element, index);
            list.set(index, element);
        }
        return true;
    }

    public E removeRandom() {
        E element = list.get((int)(Math.random() * size()));
        remove(element);
        return element;
    }

    @Override
    public boolean contains(Object o) {
        return indexMap.containsKey(o);
    }

    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return list.iterator();
    }

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