数据结构与算法笔记(二)—— 顺序表

本文详细介绍了顺序表的实现原理,包括其基本形式、结构与两种实现方式,重点讲解了Python中的list作为动态顺序表的应用,涉及元素增删操作的复杂度分析和优化策略。此外,讨论了顺序表在实际编程中的应用和Python list的底层实现技巧。

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一、顺序表的形式

在程序中,经常需要将一组(通常是同为某个类型的)数据元素作为整体管理和使用,需要创建这种元素组,用变量记录它们,传进传出函数等。一组数据中包含的元素个数可能发生变化(可以增加或删除元素)。

对于这种需求,最简单的解决方案便是将这样一组元素看成一个序列,用元素在序列里的位置和顺序,表示实际应用中的某种有意义的信息,或者表示数据之间的某种关系。

这样的一组序列元素的组织形式,我们可以将其抽象为线性表。一个线性表是某类元素的一个集合,还记录着元素之间的一种顺序关系。线性表是最基本的数据结构之一,在实际程序中应用非常广泛,它还经常被用作更复杂的数据结构的实现基础。

根据线性表的实际存储方式,分为两种实现模型:

  • 顺序表:将元素顺序地存放在一块连续的存储区里,元素间的顺序关系由它们的存储顺序自然表示。
  • 链表:将元素存放在通过链接构造起来的一系列存储块中。

1.1、顺序表的基本形式

图a表示的是顺序表的基本形式,数据元素本身连续存储,每个元素所占的存储单元大小固定相同,元素的下标是其逻辑地址,而元素存储的物理地址(实际内存地址)可以通过存储区的起始地址Loc (e0)加上逻辑地址(第i个元素

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