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e3bce848cf
@ -1110,7 +1110,7 @@ comments: true
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| | 数组 | 链表 |
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| ---------- | ------------------------ | ------------ |
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| 存储方式 | 连续内存空间 | 离散内存空间 |
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| 存储方式 | 连续内存空间 | 分散内存空间 |
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| 缓存局部性 | 友好 | 不友好 |
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| 容量扩展 | 长度不可变 | 可灵活扩展 |
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| 内存效率 | 占用内存少、浪费部分空间 | 占用内存多 |
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@ -6,7 +6,7 @@ comments: true
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### 1. 重点回顾
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- 数组和链表是两种基本的数据结构,分别代表数据在计算机内存中的两种存储方式:连续空间存储和离散空间存储。两者的特点呈现出互补的特性。
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- 数组和链表是两种基本的数据结构,分别代表数据在计算机内存中的两种存储方式:连续空间存储和分散空间存储。两者的特点呈现出互补的特性。
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- 数组支持随机访问、占用内存较少;但插入和删除元素效率低,且初始化后长度不可变。
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- 链表通过更改引用(指针)实现高效的节点插入与删除,且可以灵活调整长度;但节点访问效率低、占用内存较多。常见的链表类型包括单向链表、循环链表、双向链表。
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- 动态数组,又称列表,是基于数组实现的一种数据结构。它保留了数组的优势,同时可以灵活调整长度。列表的出现极大地提高了数组的易用性,但可能导致部分内存空间浪费。
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@ -25,7 +25,7 @@ comments: true
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- **树形结构**:树、堆、哈希表,元素之间是一对多的关系。
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- **网状结构**:图,元素之间是多对多的关系。
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## 3.1.2 物理结构:连续与离散
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## 3.1.2 物理结构:连续与分散
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在计算机中,内存和硬盘是两种主要的存储硬件设备。硬盘主要用于长期存储数据,容量较大(通常可达到 TB 级别)、速度较慢。内存用于运行程序时暂存数据,速度较快,但容量较小(通常为 GB 级别)。
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@ -37,13 +37,13 @@ comments: true
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<p align="center"> 图 3-2 内存条、内存空间、内存地址 </p>
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内存是所有程序的共享资源,当某块内存被某个程序占用时,则无法被其他程序同时使用了。**因此在数据结构与算法的设计中,内存资源是一个重要的考虑因素**。比如,算法所占用的内存峰值不应超过系统剩余空闲内存;如果缺少连续大块的内存空间,那么所选用的数据结构必须能够存储在离散的内存空间内。
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内存是所有程序的共享资源,当某块内存被某个程序占用时,则无法被其他程序同时使用了。**因此在数据结构与算法的设计中,内存资源是一个重要的考虑因素**。比如,算法所占用的内存峰值不应超过系统剩余空闲内存;如果缺少连续大块的内存空间,那么所选用的数据结构必须能够存储在分散的内存空间内。
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如图 3-3 所示,**物理结构反映了数据在计算机内存中的存储方式**,可分为连续空间存储(数组)和离散空间存储(链表)。物理结构从底层决定了数据的访问、更新、增删等操作方法,同时在时间效率和空间效率方面呈现出互补的特点。
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如图 3-3 所示,**物理结构反映了数据在计算机内存中的存储方式**,可分为连续空间存储(数组)和分散空间存储(链表)。物理结构从底层决定了数据的访问、更新、增删等操作方法,同时在时间效率和空间效率方面呈现出互补的特点。
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<p align="center"> 图 3-3 连续空间存储与离散空间存储 </p>
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<p align="center"> 图 3-3 连续空间存储与分散空间存储 </p>
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值得说明的是,**所有数据结构都是基于数组、链表或二者的组合实现的**。例如,栈和队列既可以使用数组实现,也可以使用链表实现;而哈希表的实现可能同时包含数组和链表。
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@ -9,7 +9,7 @@ comments: true
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- 数据结构可以从逻辑结构和物理结构两个角度进行分类。逻辑结构描述了数据元素之间的逻辑关系,而物理结构描述了数据在计算机内存中的存储方式。
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- 常见的逻辑结构包括线性、树状和网状等。通常我们根据逻辑结构将数据结构分为线性(数组、链表、栈、队列)和非线性(树、图、堆)两种。哈希表的实现可能同时包含线性和非线性结构。
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- 当程序运行时,数据被存储在计算机内存中。每个内存空间都拥有对应的内存地址,程序通过这些内存地址访问数据。
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- 物理结构主要分为连续空间存储(数组)和离散空间存储(链表)。所有数据结构都是由数组、链表或两者的组合实现的。
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- 物理结构主要分为连续空间存储(数组)和分散空间存储(链表)。所有数据结构都是由数组、链表或两者的组合实现的。
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- 计算机中的基本数据类型包括整数 `byte`、`short`、`int`、`long` ,浮点数 `float`、`double` ,字符 `char` 和布尔 `boolean` 。它们的取值范围取决于占用空间大小和表示方式。
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- 原码、反码和补码是在计算机中编码数字的三种方法,它们之间是可以相互转换的。整数的原码的最高位是符号位,其余位是数字的值。
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- 整数在计算机中是以补码的形式存储的。在补码表示下,计算机可以对正数和负数的加法一视同仁,不需要为减法操作单独设计特殊的硬件电路,并且不存在正负零歧义的问题。
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@ -88,7 +88,7 @@ comments: true
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**树查找**
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- 适用于海量数据,因为树节点在内存中是离散存储的。
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- 适用于海量数据,因为树节点在内存中是分散存储的。
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- 适合需要维护有序数据或范围查找的场景。
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- 在持续增删节点的过程中,二叉搜索树可能产生倾斜,时间复杂度劣化至 $O(n)$ 。
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- 若使用 AVL 树或红黑树,则各项操作可在 $O(\log n)$ 效率下稳定运行,但维护树平衡的操作会增加额外开销。
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