数据结构基础知识
算法基础知识
本文主要讲 数组,链表,散列表(哈希表)。
当我们去看电影的时候,我们知道电影院门口会有一个储物柜,
上面还会有连续的数字,一个抽屉连着一个抽屉。 然后你就会把你的东西放在相应号码的小抽屉中,然后进去看电影了。
我们在将数据存储到内存时候,你请求计算机提供存储空间,计算机会给你一个存储地址,然后你把内容存进去。就类似上面的储物柜。
线性表
线性表:零个或多个数据元素的有限序列。
线性表顺序存储(数组):
如果你有三袋东西,你一个抽屉只能存一袋东西,这时候你就可以使用了连续三个柜子。比如你使用了01,02,03号抽屉。
线性表的顺序存储结构:用一段地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素。
然后别人来使用了04号抽屉,这时候你朋友又给你一袋东西,说帮忙也去存一下,但是这时候因为04号抽屉已经被别人使用了,而你们又因为要求大家的东西都按照顺序放在一起,所以这时候你们只能重新找连续在一起的抽屉,比如08,09,10,11。万一12号被人使用了,然后你们又要再多存一袋物品呢??
这里我们看出数组的特点:
- 如果我们有四袋物品,我们已经知道了第一袋物品在N号码的抽屉,那么其他三个肯定在N+1,N+2,N+3号,所以在查询的时候十分方便,因为我们只需要知道一个的位置,其他的位置都知道了。(所以查询起来很方便,因为所有的位置都知道具体在哪个)
- 如果我们把A放在01,B放在02,C放在03,这时候我们说在A和B之间插入一个D,这时候我们需要把B和C都往后移动。同理删除一个也是一样,比如我们删除了A,B和C都要往前移动。(所以插入删除比较麻烦,需要移动所有后面位置的数据)
- 如果你突然多了一个需要存储的物品,而且已经不够放了,那么需要全部重新移动到新的连续的存储地方。
类似我们在排队买车票,突然半路有个人插队,你们所有人都需要往后退后了一位;最前面的人买好票走了一个,你们所有人都可以往前前进一位。
数组 | 时间复杂度 |
读取 | O(1) |
插入/删除 | O(n) |
线性表链式存储(链表):
单链表:
不知道大家有没有看过类似古墓丽影类似的探宝电影。
它们的步骤就是先知道到了一个地点,然后到了第一个目的地A,到了A之后根据线索才知道下一个目的地B在哪里,然后再去B,然后这样下去A-- B-- C --…这样,一直到最终的藏宝地方。没错,我们的链表就是类似这种,比如我们知道一共有四袋物品,但是你不能直接知道最后一个物品在哪里,你只能从第一个开始,一个个找下去。
比如我们第一个存在了01号抽屉,存储内容为A,同时告诉大家,下一个物品在05号抽屉,里面内容为B,同时再下一个在08号。
由上面的图我们可以知道,结点由存放数据元素的数据域和存放后继节点地址的指针域组成。
由上面我们举例的古墓丽影的剧情可知,我们不能直接知道最后一个线索在哪里,只能一个个从头到尾查过去,所以链表的读取会很慢;但是我们如果想要插入和删除就很方便。
比如我们要插入一个新的结点:
比如我们要删除其中一个结点:
链表 | 时间复杂度 |
读取 | O(n) |
插入/删除 | O(1) |
循环链表:
将单链表中终端结点的指针端改为指向头结点,就使整个单链表形成一个环,这种头尾相接的单链表称为单循环链表,简称循环链表。
双向链表:
双向链表是在单链表的每个结点中,再设置一个指向其前驱结点的指针域。
静态链表:
静态链表是为了让没有指针的高级语言也能够用数组实现链表功能。
这个我就直接用网上的截图来说明了: