1-3 数组

数组也是数据呈线性排列的一种数据结构。与前一节中的链表不同,在数组中,访问数据十分简单,而添加和删除数据比较耗工夫。这和1-1节中讲到的姓名按拼音顺序排列的电话簿类似。

参考:1-1 什么是数据结构

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这就是数组的概念图。Blue、Yellow、Red作为数据存储在数组中。

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数据按顺序存储在内存的连续空间内。

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由于数据是存储在连续空间内的,所以每个数据的内存地址(在内存上的位置)都可以通过数组下标算出,我们也就可以借此直接访问目标数据(这叫作“随机访问”)。

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比如现在我们想要访问Red。如果使用指针就只能从头开始查找,但在数组中,只需要指定a[2],便能直接访问Red。

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但是,如果想在任意位置上添加或者删除数据,数组的操作就要比链表复杂多了。这里我们尝试将Green添加到第2个位置上。

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首先,在数组的末尾确保需要增加的存储空间。

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为了给新数据腾出位置,要把已有数据一个个移开。首先把Red往后移。

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然后把Yellow往后移。

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最后在空出来的位置上写入Green。

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添加数据的操作就完成了。

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反过来,如果想要删除Green……

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首先,删掉目标数据(在这里指Green)。

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然后把后面的数据一个个往空位移。先把Yellow往前移。

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接下来移动Red。

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最后再删掉多余的空间。这样一来Green便被删掉了。

解说

这里讲解一下对数组操作所花费的运行时间。假设数组中有n个数据,由于访问数据时使用的是随机访问(通过下标可计算出内存地址),所以需要的运行时间仅为恒定的O(1)。

但另一方面,想要向数组中添加新数据时,必须把目标位置后面的数据一个个移开。所以,如果在数组头部添加数据,就需要On)的时间。删除操作同理。

补充说明

在链表和数组中,数据都是线性地排成一列。在链表中访问数据较为复杂,添加和删除数据较为简单;而在数组中访问数据比较简单,添加和删除数据却比较复杂。

我们可以根据哪种操作较为频繁来决定使用哪种数据结构。