Java中按值映射自动排序

Question

我需要在 Java 中有一个自动按值排序的映射 - 以便在我添加新的键值对或更新现有键的值时随时对其进行排序 -值对，甚至删除某些条目。

还请记住，这张地图将非常大（大小为数百个，甚至数百万个条目）。

所以基本上我正在寻找以下功能：

假设我们有一个实现上述功能的“SortedByValuesMap”类 我们有以下代码：

SortedByValuesMap<String,Long> sorted_map = new SortedByValuesMap<String, Long>();
sorted_map.put("apples", 4);
sorted_map.put("oranges", 2);
sorted_map.put("bananas", 1);
sorted_map.put("lemons", 3);
sorted_map.put("bananas", 6);

for (String key : sorted_map.keySet()) {
  System.out.println(key + ":" + sorted_map.get(key));
}

输出应该是：

bananas:6
apples:4
lemons:3
oranges:2

特别是，对我来说真正重要的是能够使用 任何时候的最低值 - 使用如下命令：

smallestItem = sorted_map.lastEntry();

这应该给我“橙色”条目

编辑：我是一个 Java 新手，所以请在你的答案中详细说明一下 - 谢谢

编辑2：这可能有帮助：我用它来计算单词数（对于熟悉的人来说：特别是 n-gram）在巨大的文本文件中。所以我需要构建一个地图，其中键是单词，值是这些单词的频率。但是，由于限制（例如 RAM），我只想保留 X 个最常见的单词 - 但您当然无法事先知道哪些将是最常见的单词。因此，我认为它可能起作用的方式（作为近似值）是开始计算单词数，当地图达到上限（例如 100 万个条目）时，将删除最不频繁的条目，以便将地图的大小保持为总是一百万。

Answer 1

保留2个数据结构：

• 单词词典->数数。只需使用普通的 HashMap 即可。

• 用于跟踪顺序的“数组”，例如 list[count] 保存具有该计数的单词的 Set。

  为了符号方便，我把它写成一个数组。事实上，您可能不知道出现次数的上限，因此您需要一个可调整大小的数据结构。使用 Map> 实现。或者，如果使用太多内存，请使用 ArrayList> （您必须测试 count == size() - 1，如果是这样，请使用 add() 而不是 set(count + 1))。

增加单词出现的次数（伪代码）：

// assumes data structures are in instance variables dict and arr
public void tally(final String word)
{
    final long count = this.dict.get(word) or 0 if absent;
    this.dict.put(word, count + 1);
    // move word up one place in arr
    this.arr[count].remove(word);   // This is why we use a Set: for fast deletion here.
    this.arr[count + 1].add(word);
}

按顺序迭代单词（伪代码）：

for(int count = 0; count < arr.size; count++)
    for(final String word : this.arr[count])
        process(word, count);

Answer 2

如果 Long 值不同，那么使用附加索引或仅使用 TreeMap> 或 TreeMap 怎么样？

您还可以编写堆。

Answer 3

我发现需要一个类似的结构来保存按关联值排序的对象列表。根据 Mechanical snail 在该线程中的建议，我编写了此类地图的基本实现。请随意使用。

import java.util.*;

/**
 * A map where {@link #keySet()} and {@link #entrySet()} return sets ordered
 * with ascending associated values with respect to the the comparator provided
 * at constuction. The order of two or more keys with identical values is not
 * defined.
 * <p>
 * Several contracts of the Map interface are not satisfied by this minimal
 * implementation.
 */
public class ValueSortedMap<K, V> extends HashMap<K, V> {
    protected Map<V, Collection<K>> valueToKeysMap;

    public ValueSortedMap() {
        this((Comparator<? super V>) null);
    }

    public ValueSortedMap(Comparator<? super V> valueComparator) {
        this.valueToKeysMap = new TreeMap<V, Collection<K>>(valueComparator);
    }

    public boolean containsValue(Object o) {
        return valueToKeysMap.containsKey(o);
    }

    public V put(K k, V v) {
        V oldV = null;
        if (containsKey(k)) {
            oldV = get(k);
            valueToKeysMap.get(oldV).remove(k);
        }
        super.put(k, v);
        if (!valueToKeysMap.containsKey(v)) {
            Collection<K> keys = new ArrayList<K>();
            keys.add(k);
            valueToKeysMap.put(v, keys);
        } else {
            valueToKeysMap.get(v).add(k);
        }
        return oldV;
    }

    public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
            put(e.getKey(), e.getValue());
    }

    public V remove(Object k) {
        V oldV = null;
        if (containsKey(k)) {
            oldV = get(k);
            super.remove(k);
            valueToKeysMap.get(oldV).remove(k);
        }
        return oldV;
    }

    public void clear() {
        super.clear();
        valueToKeysMap.clear();
    }

    public Set<K> keySet() {
        LinkedHashSet<K> ret = new LinkedHashSet<K>(size());
        for (V v : valueToKeysMap.keySet()) {
            Collection<K> keys = valueToKeysMap.get(v);
            ret.addAll(keys);
        }
        return ret;
    }

    public Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() {
        LinkedHashSet<Map.Entry<K, V>> ret = new LinkedHashSet<Map.Entry<K, V>>(size());
        for (Collection<K> keys : valueToKeysMap.values()) {
            for (final K k : keys) {
                final V v = get(k);
                ret.add(new Map.Entry<K,V>() {
                    public K getKey() {
                        return k;
                    }

                    public V getValue() {
                        return v;
                    }

                    public V setValue(V v) {
                        throw new UnsupportedOperationException();
                    }
                });
            }
        }
        return ret;
    }
}

此实现并不遵守 Map 接口的所有约定，例如反映实际地图中返回的键集和条目集中的值更改和删除，但这样的解决方案包含在这样的论坛中会有点大。也许我会开发一个并通过 github 或类似的东西提供它。

Answer 4

番石榴 BiMap 解决方案：

//Prepare original data
BiMap<String, Integer> biMap = HashBiMap.create();
biMap.put("apples" , 4);
biMap.put("oranges", 2);
biMap.put("bananas", 1);
biMap.put("lemons" , 3);
biMap.put("bananas", 6);

//Create a desc order SortedMap
SortedMap<Integer, String> sortedMap = new TreeMap<Integer, String>(new Comparator<Integer>(){
    @Override public int compare(Integer o1, Integer o2) {
      return o2-o1;
}});

//Put inversed map
sortedMap.putAll(biMap.inverse());
for (Map.Entry<Integer, String> e: sortedMap.entrySet()) {
      System.out.println(e);
}
System.out.println(sortedMap.lastKey()); 

Answer 5

尝试 http://paaloliver.wordpress.com 上发布的解决方案/2006/01/24/sorting-maps-in-java/ 。您也可以灵活地进行升序或降序排序。

这是他们所说

import java.util.Comparator;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;

public class MapValueSort {

    /** inner class to do soring of the map **/
    private static class ValueComparer implements Comparator<String> {
        private Map<String, String>  _data = null;
        public ValueComparer (Map<String, String> data){
            super();
            _data = data;
        }

         public int compare(String o1, String o2) {
             String e1 = (String) _data.get(o1);
             String e2 = (String) _data.get(o2);
             return e1.compareTo(e2);
         }
    }

    public static void main(String[] args){

        Map<String, String> unsortedData = new HashMap<String, String>();
        unsortedData.put("2", "DEF");
        unsortedData.put("1", "ABC");
        unsortedData.put("4", "ZXY");
        unsortedData.put("3", "BCD");


        SortedMap<String, String> sortedData = new TreeMap<String, String>(new MapValueSort.ValueComparer(unsortedData));

        printMap(unsortedData);

        sortedData.putAll(unsortedData);
        System.out.println();
        printMap(sortedData);
    }

    private static void printMap(Map<String, String> data) {
        for (Iterator<String> iter = data.keySet().iterator(); iter.hasNext();) {
            String key = (String) iter.next();
            System.out.println("Value/key:"+data.get(key)+"/"+key);
        }
    }

}

的

Value/key:BCD/3
Value/key:DEF/2
Value/key:ABC/1
Value/key:ZXY/4

Value/key:ABC/1
Value/key:BCD/3
Value/key:DEF/2
Value/key:ZXY/4

Answer 6

更新：抱歉，您无法按值对地图进行排序。

您可以使用 SortedMap 实现，如 TreeMap 和 Comparator 按值定义顺序（而不是默认 - 按键）。

或者，更好的是，您可以将元素放入 PriorityQueue< /a> 具有按值预定义的比较器。与 TreeMap 相比，它应该更快并且占用更少的内存。

Answer 7

您可以参考java.util.LinkedHashMap的实现。
基本思想是，使用内部链表来存储订单。以下是一些细节：

从 HashMap 扩展。在HashMap中，每个条目都有一个键和值，这是基本的。您可以添加下一个和上一个指针来按值顺序存储条目。以及用于获取第一个和最后一个条目的标头和尾部指针。对于每次修改（添加、删除、更新），您可以添加自己的代码来更改列表顺序。它只不过是一个线性搜索和指针开关。

当然，如果条目太多，添加/更新会很慢，因为它是链表而不是数组。但只要列表是排序的，我相信有很多方法可以加快搜索速度。

所以这就是你得到的：一个在通过键检索条目时与 HashMap 具有相同速度的映射。按顺序存储条目的链接列表。

如果该解决方案满足您的要求，我们可以进一步讨论。

---

致杰塔尔伯恩：
正如我所说，如果没有任何优化，它肯定会很慢。由于我们现在讨论的是性能而不是实现，因此可以做很多事情。

一种解决方案是使用树而不是链表，例如红黑树。然后迭代树而不是迭代映射。

关于最小值，就比较容易了。只是用一个成员变量来存储最小值，当添加或更新元素时​​，更新最小值。删除时，在树中搜索最小的（这非常快），

如果树太复杂，也可以使用另一个列表/数组来标记列表中的某些位置。例如，每个元素可能有 100 个。那么搜索的时候就先搜索位置列表，再搜索真实列表即可。这个列表也需要维护，对于某些修改次数重新统计位置列表是合理的，也许100个。

Answer 8

如果您需要的只是“min”值，那么只需使用法线贴图并在修改时跟踪“min”值。

编辑：

所以，如果您确实需要值排序并且想要使用开箱即用的解决方案，那么您基本上需要 2 个集合。一张法线图（例如HashMap）和一张SortedSet（例如TreeSet>）。您可以通过 TreeSet 遍历有序元素，并使用 HashMap 按键查找频率。

显然，你总是可以自己编写一些类似于 LinkedHashMap 的东西，其中元素可以通过键定位并可以按顺序遍历，但这几乎将是完全自定义的代码（我怀疑任何特定的东西已经存在，但我可以错误的）。