网站备案要关闭吗,户网站建设整改报告,网页制作培训有前途吗,做网站用eclipse吗集合列表和数组 本文中介绍的概念为适用于所有编程语言的抽象理论#xff0c;具体实现会由编程语言的不同而稍有差别。 具体介绍数组之前#xff0c;我们先来了解一下集合、列表和数组的概念之间的差别。
集合
集合一般被定义为#xff1a;由一个或多个确定的元素所构成的…集合列表和数组 本文中介绍的概念为适用于所有编程语言的抽象理论具体实现会由编程语言的不同而稍有差别。 具体介绍数组之前我们先来了解一下集合、列表和数组的概念之间的差别。
集合
集合一般被定义为由一个或多个确定的元素所构成的整体。
通俗来讲集合就是将一组事物组合在一起。你可以将力扣的题库看作一个集合 也可以将力扣商店里的礼品看作一个集合 甚至可以将桌面上的物品当作一个集合。
集合有什么特性呢
首先集合里的元素类型不一定相同。 你可以将商品看作一个集合也可以将整个商店看作一个集合这个商店中有人或者其他物品也没有关系。
其次集合里的元素没有顺序。 我们不会这样讲我想要集合中的第三个元素因为集合是没有顺序的。
事实上这样的集合并不直接存在于编程语言中。然而实际编程语言中的很多数据结构就是在集合的基础上添加了一些规则形成的。
列表
列表又称线性列表的定义为是一种数据项构成的有限序列即按照一定的线性顺序排列而成的数据项的集合。
列表的概念是在集合的特征上形成的它具有顺序且长度是可变的。你可以把它看作一张购物清单 在这张清单中
购物清单中的条目代表的类型可能不同但是按照一定顺序进行了排列购物清单的长度是可变的你可以向购物清单中增加、删除条目。
在编程语言中列表最常见的表现形式有数组和链表而我们熟悉的栈和队列则是两种特殊类型的列表。除此之外向列表中添加、删除元素的具体实现方式会根据编程语言的不同而有所区分。
数组
数组是列表的实现方式之一也是面试中经常涉及到的数据结构。
正如前面提到的数组是列表的实现方式它具有列表的特征同时也具有自己的一些特征。然而在具体的编程语言中数组这个数据结构的实现方式具有一定差别。比如 C 和 Java 中数组中的元素类型必须保持一致而 Python 中则可以不同。Python 中的数组叫做 list具有更多的高级功能。
那么如何从宏观上区分列表和数组呢这里有一个重要的概念索引。
首先数组会用一些名为 索引 的数字来标识每项数据在数组中的位置且在大多数编程语言中索引是从 0 算起的。我们可以根据数组中的索引快速访问数组中的元素。
而列表中没有索引这是数组与列表最大的不同点。
其次数组中的元素在内存中是连续存储的且每个元素占用相同大小的内存。要理解这一点我们需要了解数组在内存中的存储方式。 相反列表中的元素在内存中可能彼此相邻也可能不相邻。比如列表的另一种实现方式——链表它的元素在内存中则不一定是连续的。
数组的操作
读取元素
读取数组中的元素是通过访问索引的方式来读取的索引一般从 0 开始。
在计算机中内存可以看成一些已经排列好的格子每个格子对应一个内存地址。一般情况下数据会分散地存储在不同的格子中。 而对于数组计算机会在内存中为其申请一段 连续 的空间并且会记下索引为 0 处的内存地址。以数组 [“C”, “O”, “D”, “E”, “R”] 为例它的各元素对应的索引及内存地址如下图所示。 假如我们想要访问索引为 2 处的元素 “D” 时计算机会进行以下计算
找到该数组的索引 0 的内存地址 2008将内存地址加上索引值作为目标元素的地址即 2008 2 2010对应的元素为 “D”这时便找到了目标元素。
我们知道计算内存地址这个过程是很快的而我们一旦知道了内存地址就可以立即访问到该元素因此它的时间复杂度是常数级别。
查找元素
假如我们对数组中包含哪些元素并不了解只是想知道其中是否含有元素 “E”数组会如何查找元素 “E” 呢
与读取元素类似由于我们只保存了索引为 0 处的内存地址因此在查找元素时只需从数组开头逐步向后查找就可以了。如果数组中的某个元素为目标元素则停止查找否则继续搜索直到到达数组的末尾。
插入元素
我们发现最坏情况下搜索的元素为 “R”或者数组中不包含目标元素时我们需要查找 n 次n 为数组的长度因此查找元素的时间复杂度为 O(N),N。
假如我们想在原有的数组中再插入一个元素 “S” 呢
如果要将该元素插入到数组的末尾只需要一步。即计算机通过数组的长度和位置计算出即将插入元素的内存地址然后将该元素插入到指定位置即可。
然而如果要将该元素插入到数组中的其他位置则会有所区别这时我们首先需要为该元素所要插入的位置 腾出 空间然后进行插入操作。比如我们想要在索引 2 处插入 “S”。
我们发现如果需要频繁地对数组元素进行插入操作会造成时间的浪费。事实上另一种数据结构即链表可以有效解决这个问题我们将在另外的卡片中进行学习。
删除元素
删除元素与插入元素的操作类似当我们删除掉数组中的某个元素后数组中会留下 空缺 的位置而数组中的元素在内存中是连续的这就使得后面的元素需对该位置进行 填补 操作。
以删除索引 1 中的元素 “O” 为例具体过程如图所示。
原文链接https://leetcode.cn/leetbook/read/array-and-string/yjcir/ 来源力扣LeetCode
