線性資料結構概覽

2022-10-03 17:27:11 字數 1614 閱讀 6081

陣列(array)是一種線性表資料結構。它用一組連續的記憶體空間,來儲存一組具有相同型別的資料。

陣列支援隨機訪問,根據下標隨機訪問的時間複雜度為 o(1)。

arraylist 無法儲存基本型別,比如 int、long,需要封裝為 integer、long 類,而 autoboxing、unboxing 則有一定的效能消耗

它並不需要一塊連續的記憶體空間,它通過「指標」將一組零散的記憶體塊串聯起來使用。

單鏈表、雙向鍊錶和迴圈鍊錶:單鏈表的尾結點指標指向空位址,表示這就是最後的結點了。而迴圈鍊錶的尾結點指標是指向鍊錶的頭結點。單向鍊錶只有乙個方向,結點只有乙個後繼指標next指向後面的結點。而雙向鍊錶,顧名思義,它支援兩個方向,每個結點不止有乙個後繼指標next指向後面的結點,還有乙個前驅指標prev指向前面的結點,用空間換時間的設計思想。

針對鍊錶的插入和刪除操作,我們只需要考慮相鄰結點的指標改變,所以對應的時間複雜度是 o(1),鍊錶隨機訪問需要 o(n) 的時間複雜度。

在實際的軟體開發中,從鍊錶中刪除乙個資料無外乎這兩種情況:

1.刪除結點中「值等於某個給定值」的結點。 單向鍊錶查詢o(n)刪除o(n),雙向鍊錶查詢o(n)刪除o(1)

2.刪除給定指標指向的結點。 單向鍊錶 o(n),雙向鍊錶o(1)

陣列簡單易用,在實現上使用的是連續的記憶體空間,可以借助cpu的快取機制,預讀陣列中的資料,所以訪問效率更高。而鍊錶在記憶體中並不是連續儲存,所以對cpu 快取不友好,沒辦法有效預讀。陣列的缺點是大小固定,一經宣告就要占用整塊連續記憶體空間,鍊錶本身沒有大小的限制,天然地支援動態擴容,我覺得這也是它與陣列最大的區別。

後進者先出,先進者後出,這就是典型的「棧」結構。就像一疊盤子。

當某個資料集合只涉及在一端插入和刪除資料,並且滿足後進先出、先進後出的特性,這時我們就應該首選「棧」這種資料結構。

用陣列實現的棧,我們叫作順序棧,用鍊錶實現的棧,我們叫作鏈式棧。

先進者先出。用陣列實現的佇列叫作順序佇列,用鍊錶實現的佇列叫作鏈式佇列。

阻塞佇列:在隊列為空的時候,從隊頭取資料會被阻塞,如果佇列已經滿了,那麼插入資料的操作就會被阻塞;

執行緒安全的佇列我們叫作併發佇列;

實際上,對於大部分資源有限的場景,當沒有空閒資源時,基本上都可以通過「佇列」這種資料結構來實現請求排隊

鍵 --雜湊函式--> 雜湊值 存入陣列,雜湊值是下標,鍵是陣列值

雜湊錶用的是陣列支援按照下標隨機訪問資料的特性,所以雜湊表其實就是陣列的一種擴充套件,由陣列演化而來。可以說,如果沒有陣列,就沒有雜湊表。

業界著名的md5、sha、crc等雜湊演算法,也無法完全避免這種雜湊衝突。j**a 中 linkedhashmap 就採用了鍊錶法解決衝突,threadlocalmap 是通過線性探測的開放定址法來解決衝突

j**a 中的 hashmap 這樣乙個工業級的雜湊表:預設的初始大小是 16,最大裝載因子預設是 0.75,每次擴容都會擴容為原來的兩倍大小,底層採用鍊錶法來解決衝突,當鍊表長度太長(預設超過8)時,鍊錶就轉換為紅黑樹,當紅黑樹結點個數少於 8 個的時候,又會將紅黑樹轉化為鍊錶

這種鍊錶加多級索引的結構,就是跳表

建立了很多索引,空間換時間。查詢時間複雜度 logn,插入時間複雜度也是logn,空間複雜度o(n)。

索引儲存的只是引用,相比物件很小,所以不必在意索引所佔空間。

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