数据结构:数组——最简单最基础的数据结构

王争数据结构精讲
本文深入解析了数据结构中的线性表与非线性表概念,详细对比了数组与容器在不同场景下的优劣,阐述了数组操作的时间复杂度,并介绍了数组编号从0开始的原因。同时,对Java ArrayList的特性和适用场景进行了分析。

王争数据结构笔记(05)

1)线性表:

   A)链表,队列,栈,数都是线性表

   B)每个线性表的数据只有前后两个方向

2)非线性表:

    A)二叉树,堆,图都是非线性表

    B)数据之间不是前后关系

3)数组支持随机访问,根据下标随机访问的时间复杂度是O(1)

4)插入与删除

  A) 向有序数组中插入元素的平均时间复杂度(1+2+……+n)/n=O(n)

  B) 向无序数组中插入元素,只需要把第K个数据搬到数组的最后,新元素放在第K个位置。这时插入元素的时间复杂度为O(1)

  C)删除有序数组的平均时间复杂度为O(n)

  D)特殊情景下,可以先记录下已经删除的数据,当数组没有空间存储数据的时候,再将多次删除操作集中执行,删除效率会提高。——JVM标记清除垃圾回收算法的思想

5)容器能否替代数组

  A)Java中的ArrayList的优势:i)数组操作细节封装。ii)动态扩容

  B)ArrayList无法存储基本类型,如果关注性能,或者希望使用基本类型,选用数组

  C)表示多维数组时使用数组更为直观。如Object[][] array;容器定义:ArrayList<ArrayList>array

6)数组为何时从0开始编号

 计算a[k]地址的算式:a[k]_address=base_address+k*type_size

 如果从1开始计数,那么a[k]_address=base_address+(k-1)*type_size

从1开始编号意味着每次随机访问数组元素都多一次减法运算。对于CPU来说多了一个减法指令。

二维数组的计算公式:二维数组[n][m],a[i][j]_address=base_address+i*m*type_size+j*type_size,i<n,j<m

一、基本概念和术语 数据(Data)  数据是信息的载体。它能够被计算机识别、存储和加工处理,是计算机程序加工的"原料"。  随着计算机应用领域的扩大,数据的范畴包括:  整数、实数、字符串、图像和声音等。 数据元素(Data Element)  数据元素是数据的基本单位。数据元素也称元素、结点、顶点、记录。  一个数据元素可以由若干个数据项(也可称为字段、域、属性)组成。数据项是具有独立含义的小标识单位。 数据结构(Data Structure)  数据结构指的是数据之间的相互关系,即数据的组织形式。 1.数据结构一般包括以下三方面内容: ① 数据元素之间的逻辑关系,也称数据的逻辑结构(Logical Structure);  数据的逻辑结构是从逻辑关系上描述数据,与数据的存储无关,是独立于计算机的。数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。 ② 数据元素及其关系在计算机存储器内的表示,称为数据的存储结构(Storage Structure);  数据的存储结构是逻辑结构用计算机语言的实现(亦称为映象),它依赖于计算机语言。对机器语言而言,存储结构是具体的。一般,只在高级语言的层次上讨论存储结构。 ③ 数据的运算,即对数据施加的操作。   数据的运算定义在数据的逻辑结构上,每种逻辑结构都有一个运算的集合。常用的检索、插入、删除、更新、排序等运算实际上只是在抽象的数据上所施加的一系列抽象的操作。  所谓抽象的操作,是指我们只知道这些操作是"做什么",而无须考虑"如何做"。只有确定了存储结构之后,才考虑如何具体实现这些运算。 为了增加对数据结构的感性认识,下面举例来说明有关数据结构的概念。 【例1.1】 学生成绩表,见下表。
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