【索引】Lists

### 索引顺序结构的概念 索引顺序结构是一种结合了顺序存储和索引机制的数据结构形式。它通过建立辅助的索引表来提高数据访问效率,同时保留顺序存储的优点[^4]。 #### 特点 - **顺序部分**:实际数据按照一定的顺序排列,通常是一个线性表。 - **索引部分**:构建一个索引表,其中每个条目包含指向原始数据块的位置信息以及该块中的关键字范围或其他描述信息。 这种方式特别适合于大规模静态文件或者更新频率较低的大规模数据集合,在这些场景下频繁读取而较少修改的情况下性能表现优异。 ### 实现方式 以下是索引顺序结构的一种典型实现方法: 1. 将整个数据集划分为若干子块,每一块内部保持有序; 2. 构建一张索引表,对于每一个子块记录其第一个元素的关键字及其所在位置; 3. 当执行查询操作时,先利用二分查找或者其他高效算法定位到可能包含目标值的具体子块,再在这个较小范围内做精确匹配; 下面给出一段伪代码用于说明如何基于上述原理设计简单的索引顺序表搜索函数: ```python def indexed_sequential_search(index_table, data_blocks, key): """ 使用索引顺序结构进行搜索 :param index_table: list of tuples (key_start_of_block, block_index), 已经排序好的索引表 :param data_blocks: list of lists, 各个数据块组成的列表 :param key: 要寻找的目标键值 :return: 如果找到则返回对应的值,否则返回None """ # Step 1: Binary search on the index table to locate potential block low = 0 high = len(index_table)-1 while low <= high: mid = (low + high)//2 if index_table[mid][0] <= key and (mid == len(index_table)-1 or index_table[mid+1][0] > key): break elif index_table[mid][0] < key: low = mid + 1 else: high = mid - 1 if not(low<=high): return None target_block_idx = index_table[mid][1] # Step 2: Linear scan within identified block for item in data_blocks[target_block_idx]: if item['key'] == key: return item['value'] return None ``` 此段程序展示了怎样运用预先准备好的索引来加速特定项的检索过程。首先通过对索引数组应用折半查找快速缩小候选区域至单个区块内,接着仅需遍历那个局部即可完成最终确认工作。 ### 总结 综上所述,索引顺序结构提供了一种平衡时间复杂度与空间利用率的有效手段,尤其适用于那些需要经常读取而非写入的应用场合之中。
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