目录
- 顺序表
- 顺序表的基本形式
- 顺序表的结构
- 顺序表的两种基本实现方式
- 元素存储区的替换
- 元素存储区的扩充
- 顺序表的操作
- 增加元素
- 删除元素
- Python中的顺序表
- list的基本实现技术
顺序表
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。
顺序表的基本形式
分为基本顺序表和元素外置顺序表,如图所示。
PS:图b中的c不再是数据元素的大小,而是存储一个链接地址所需的存储量,这个量通常很小。
顺序表的结构
一个顺序表的完整信息包括两部分,一部分是表中的元素集合,另一部分是为实现正确操作而需记录的信息,即有关表的整体情况的信息,这部分信息主要包括元素存储区的容量和当前表中已有的元素个数两项。
顺序表的两种基本实现方式
一体式结构:整体性强,易于管理。但是由于数据元素存储区域是表对象的一部分,顺序表创建后,元素存储区就固定了。
分离式结构:表对象里只保存与整个表有关的信息(即容量和元素个数),实际数据元素存放在另一个独立的元素存储区里,通过链接与基本表对象关联。
元素存储区的替换
一体式结构:一体式结构由于顺序表信息区与数据区连续存储在一起,所以若想更换数据区,则只能整体搬迁。
分离式结构:分离式结构若想更换数据区,只需将表信息区中的数据区链接地址更新即可,而该顺序表对象不变。
元素存储区的扩充
固定数目扩充:
每次扩充增加固定数目的存储位置,如每次扩充增加10个元素位置,这种策略可称为线性增长。
特点:节省空间,但是扩充操作频繁,操作次数多。
倍增扩充:
每次扩充容量加倍,如每次扩充增加一倍存储空间。
特点:减少了扩充操作的执行次数,但可能会浪费空间资源。以空间换时间,推荐的方式。
顺序表的操作
增加元素
a. 尾端加入元素,时间复杂度为O(1)
b. 非保序的加入元素(不常见),时间复杂度为O(1)
c. 保序的元素加入,时间复杂度为O(n)
删除元素
a. 删除表尾元素,时间复杂度为O(1)
b. 非保序的元素删除(不常见),时间复杂度为O(1)
c. 保序的元素删除,时间复杂度为O(n)
Python中的顺序表
1、Python中的list和tuple两种类型采用了顺序表的实现技术,具有前面讨论的顺序表的所有性质。
2、tuple是不可变类型,即不变的顺序表,因此不支持改变其内部状态的任何操作,而其他方面,则与list的性质类似。
list的基本实现技术
1、基于下标(位置)的高效元素访问和更新,时间复杂度应该是O(1)。
→为满足该特征,应该采用顺序表技术,表中元素保存在一块连续的存储区中。
2、允许任意加入元素,而且在不断加入元素的过程中,表对象的标识(函数id得到的值)不变。
→为满足该特征,就必须能更换元素存储区,并且为保证更换存储区时list对象的标识id不变,只能采用分离式实现技术。
PS:
在Python的官方实现中,list实现采用了如下的策略:在建立空表(或者很小的表)时,系统分配一块能容纳8个元素的存储区;在执行插入操作(insert或append)时,如果元素存储区满就换一块4倍大的存储区。但如果此时的表已经很大(目前的阀值为50000),则改变策略,采用加一倍的方法。引入这种改变策略的方式,是为了避免出现过多空闲的存储位置。