数据结构与算法(Dart)之线性表(二)

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线性表的关系可以看成是一种有序对的集合,目的在于表示线性表中的任意两个相邻元素之间的关系。其中ai-1,称为ai的先行元素,ai是i-1的后继元素。简单地表示线性表,我们可以写成(a1,a2,a3,...,an-i,an)。下面尝试以更清楚和更口语化的说明来重新定义 “线性表”。

  • 有序表可以是空集合,或者可写成 (a1,a2,a3,...,an-i,an)。
  • 存在唯一的第一个元素a1与唯一的最后一个元素 an。
  • 除了第一个元素a1外,每一个元素都有唯一的先行者(predecessor),例如 ai的先者为 ai-1。
  • 除了最后一个元素 an外,每一个元素都有唯一的后继者 (successor),例如ai+1是ai后继者。

线性表也可用在计算机的数据存储结构中, 基本上按照内存存储方式可分为以下两种。

静态数据结构

  • 它也称为 “密集表” (Dense List),它使用连续分配约内存空间来存储有序表中的数据。它是在编译时就给相关的变量分配好内存空间。
  • 优点: 设计时相当简单, 而且读取与修改表中任意一个元素的时间总是固定的。缺点是删除或加入数据时, 需要移动大量的数据。
  • 缺点: 在建立静态数据结构的初期,必须事先声明最大可能要占用的固定内存空间, 因此容易造成内存的浪费。例如, 数组就是一种典型的静态数据结构。

动态数据结构

  • 它又称为“链表” (Linked List),它使用不连续的内存空间存储具有线性表特性的数据。
  • 优点是数据的插入或删除都相当方便,不需要移动大量数据。另外,动态数据结构的内存是在程序执行时才进行分配的,所以不需要事先声明, 这样能充分节省内存。
  • 缺点是在设计数据结构时较为麻烦,另外在查找数据时,也无法像静态数据一般可以随机读取,必须直到按顺序找到该数据为止。

数组

数组(Array)结构其实就是一排紧密相邻的可数内存,并提供了一个能够直接访问单一数据内容的计算方法。我们其实可以想象一下自家的信箱,每个信箱都有住址,其中路名就是名称,而信箱号码就是索引《注:在数组中也称为“下标”)。邮递员可以按照信件上的住址把信件直接投递到指定的信箱中,这就好比程序设计语言中数组的名称用于表示一块紧密相邻的内存的起始位-置,而数组的索引(或下标)功能则用来表示从此内存起始位置的第几个区块。

加入元素

  • 从尾端加入元素, 时间复杂度为 O(1)。
  • 保序(指定索引)的元素加入,(最坏)时间复杂度为 O(n)。

删除元素

  • 删除尾部元素,时间复杂度为 O(1)。
  • 保序(指定索引)的元素删除,时间复杂度为 O(n)。