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Javaは、1995年にサン・マイクロシステムズが開発したプログラミング言語です。表記法はC言語に似ていますが、既存のプログラミング言語の短所を踏まえていちから設計されており、最初からオブジェクト指向性を備えてデザインされています。セキュリティ面が強力であることや、ネットワーク環境での利用に向いていることが特徴です。Javaで作られたソフトウェアは基本的にいかなるプラットフォームでも作動します。

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PriorityQueueのremove(Object o)の計算量を落としたい

genki_taitatu

総合スコア14

Java

Javaは、1995年にサン・マイクロシステムズが開発したプログラミング言語です。表記法はC言語に似ていますが、既存のプログラミング言語の短所を踏まえていちから設計されており、最初からオブジェクト指向性を備えてデザインされています。セキュリティ面が強力であることや、ネットワーク環境での利用に向いていることが特徴です。Javaで作られたソフトウェアは基本的にいかなるプラットフォームでも作動します。

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投稿2023/06/17 22:39

編集2023/06/18 08:06

実現したいこと

PriorityQueueのremove(Object o)の計算量を落としたい。
そのためにPackagePrivateになっている変数をリフレクションで取得したい。

最終的にリフレクションを使うのはあきらめてTreeMapを利用して自作しました。

前提

やりたいことは上記のとおりです。
ソースを覗いたらremove(Object o)で使われているindexOf()が片っ端から配列の要素を見ているみたいなので、適切に二分探索するようにオーバーライドしたらいいのではと考えました。
indexOf()の中で使われている変数(transient Object[] queue と int size)がPackagePrivateなので、これを取得して使えるようにしたいです。

発生している問題・エラーメッセージ

Exception in thread "main" java.lang.reflect.InaccessibleObjectException: Unable to make field transient java.lang.Object[] java.util.PriorityQueue.queue accessible: module java.base does not "opens java.util" to unnamed module @85ede7b

下記のソースではsetAccessible(true)の箇所でエラーが出ています。

該当のソースコード

Java

1import java.lang.reflect.Field; 2import java.util.Comparator; 3import java.util.PriorityQueue; 4 5public class test2 { 6 7 public static void main(String[] args) throws Exception{ 8 MyPriorityQueue<Integer> q1=new MyPriorityQueue<>((n1,n2)->n2-n1); 9 MyPriorityQueue<Integer> q2=new MyPriorityQueue<>(); 10 q1.add(1); 11 q1.add(2); 12 q1.add(3); 13 q2.add(1); 14 q2.add(2); 15 q2.add(3); 16 q1.indexOf(1); 17 q2.indexOf(1); 18 System.out.println(q1.mySize); 19 System.out.println(q2.mySize); 20 } 21 22} 23 24class MyPriorityQueue<E> extends PriorityQueue<E> { 25 26 PriorityQueue<E> pq=new PriorityQueue<>(); 27 Class<? extends Object> clazz= pq.getClass(); 28 Object[] myQueue; 29 int mySize; 30 31 public MyPriorityQueue() { 32 super(); 33 getPrivateField(); 34 } 35 36 public MyPriorityQueue(Comparator<? super E> comparator) { 37 super(comparator); 38 getPrivateField(); 39 } 40 41 public void getPrivateField(){ 42 try { 43 Field f1 = clazz.getDeclaredField("queue"); 44 f1.setAccessible(true); 45 Field f2=clazz.getDeclaredField("size"); 46 f2.setAccessible(true); 47 } catch (NoSuchFieldException | SecurityException e) { 48 } 49 50 } 51 52 public int indexOf(Object o) { 53 try { 54 myQueue = (Object[]) clazz.getDeclaredField("queue").get(pq); 55 mySize = (int) clazz.getDeclaredField("size").get(pq); 56 System.out.println(mySize); 57 } catch (Exception e) { 58 System.out.println("Error"); 59 } 60 if (o != null) { 61 final Object[] es = myQueue; 62 for (int i = 0, n = mySize; i < n; i++) 63 if (o.equals(es[i])) 64 return i; 65 } 66 return -1; 67 } 68}

試したこと

見様見真似で色々試しましたが、リフレクションの使い方を理解できていないのでエラーの内容がわかりません。

補足情報(FW/ツールのバージョンなど)

あくまでremove(Object o)の計算量を落とすことが目的なので、もしほかに実現できる方法があればそれでも構わないのでよろしくお願いします。
TreeMapを利用してPriorityQueueもどきを自作しました。

Java

1class MyPriorityQueue<K> { 2 TreeMap<K, Integer> map = new TreeMap<>(); 3 4 public void add(K key) { 5 if (map.containsKey(key)) { 6 int value = map.get(key); 7 map.put(key, value + 1); 8 } else { 9 map.put(key, 1); 10 } 11 } 12 13 public boolean remove(K key) { 14 if (map.containsKey(key)) { 15 int value = map.get(key); 16 if (value == 1) { 17 map.remove(key); 18 } else { 19 map.put(key, value - 1); 20 } 21 return true; 22 } else { 23 return false; 24 } 25 } 26 27 public K poll() { 28 if (!map.isEmpty()) { 29 K fk = map.firstKey(); 30 remove(fk); 31 return fk; 32 } else { 33 return null; 34 } 35 } 36 37 public K peek() { 38 if (!map.isEmpty()) { 39 return map.firstKey(); 40 } else { 41 return null; 42 } 43 } 44} 45

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jimbe

2023/06/18 04:38 編集

コードには、コードのマークダウンをファイル毎に使用してください。 最終目的が PriorityQueue の remove(Object) を書き換えることなら、まだ理解できていないというリフレクションはまずは置いておいて、 PriorityQueue のソースを自分のパッケージにコピペして書き換えてみれば良いのでは。
genki_taitatu

2023/06/18 05:46

コメントありがとうございます。teratailの使い方がまだあまり分かっていませんが、マークダウン調べて修正します。 競プロで使いたかったので、あまり長くしたくなかったという事情がありましたが、TreeMapでどうにかなりそうなのでひとまずそれで実装しようと思います。 もし代替不可なら丸々コピペも試してみます。
jimbe

2023/06/18 07:24

修正ありがとうございます。
guest

回答3

1

さらっと検索した感じでは、 module java.base does not "opens java.util" to unnamed module とあるのでモジュールシステムによるアクセス制限に引っかかっているものと思います。
JEP 403: Strongly Encapsulate JDK Internals とかででしょうか。

投稿2023/06/18 05:01

jimbe

総合スコア13336

neko_the_shadow👍を押しています

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genki_taitatu

2023/06/18 05:36

回答ありがとうございます。 やはりリフレクションに手を出すのは早かったみたいです_:(´ཀ`」 ∠):
guest

0

ベストアンサー

あくまでremove(Object o)の計算量を落とすことが目的なので、もしほかに実現できる方法があればそれでも構わないのでよろしくお願いします。

書いていただいた内容を見る限りだと、TreeMapもしくはTreeSetを利用されるとよいと思います。

投稿2023/06/18 01:12

neko_the_shadow

総合スコア2386

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genki_taitatu

2023/06/18 05:26

回答ありがとうございます。 試してみたところ、TreeMapで確かにうまくいきました。ちゃんとメソッドを実装すれば代わりに使えそうなので、TreeMapを継承して自作のPriorityQueueを作ってみようと思います。
guest

0

ソースを覗いたらremove()で使われているindexOf()が片っ端から配列の要素を見ているみたいなので、適切に二分探索するようにオーバーライドしたらいいのではと考えました。

そもそも論にはなりますが、remove()対数時間で動くとのことです。自分で車輪の再発明をする必要がありません。

実装にあたっての注意:この実装は、キューへの登録/登録解除メソッド(offerpollremove()、およびadd)ではO(log(n))時間を、(中略)提供します。(Oracle

投稿2023/06/17 23:32

maisumakun

総合スコア146622

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genki_taitatu

2023/06/17 23:47 編集

回答ありがとうございます。 すみません、質問の書き方が間違っていました。 正しくはremove(Object o)です。質問を修正しました。
maisumakun

2023/06/18 00:51

このキューから、真ん中の要素を定数時間で取得できるのでしょうか? それができないなら、先頭から順にたどる以外の走査方法はありません。
genki_taitatu

2023/06/18 05:12

https://ja.m.wikipedia.org/wiki/優先度付きキュー 内部的には二分ヒープということなので、順序さえ分かれば二分探索ができると思いました。 本当に二分ヒープなのか実際に確認してみようと思いましたが、ヒープが取得できていないので確認できていないですが…
maisumakun

2023/06/18 05:15

無理に標準のを拡張するのではなく、自分で実装したほうがいいかと思います。
genki_taitatu

2023/06/18 05:57

やはりそうなりますかね。TreeMapでうまくいかなかったら一から実装も考えてみます。
guest

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