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[数据结构与算法]栈、队列、链表、数组等线性数据结构+时间复杂度+哈希表(keyvalue)

线性(数据)结构是一个有序数据元素的集合。
常用的线性结构有:线性表,栈,队列,双队列,串(一维数组),单/双链表,字符串。
常见的非线性结构有:二维数组,多维数组,广义表,树(二叉树等),图

栈和队列其实是操作受限的线性表,在插入和删除时受到了一些限制。
之前的数组也罢,链表也罢,既可以在数组的头部插入和删除,也可以在数组的尾部插入和删除,甚至在任意位置都可以插入和删除。
栈只能从一端插入元素,也只能从这一端取出元素,先进后出,后进先出的线性数据结构。
队列先进先出的线性数据结构,元素从队尾添加到队列中,元素只能从队首出队列。

链表最基础的可分为单链表和双链表:

在这里插入图片描述
单链表和双链表区别:
1、指向不同:单向链表只有一个指向下一结点的指针,双向链表除了有一个指向下一结点的指针外,还有一个指向前一结点的指针。
2、功能不同:单向链表只能next ,双向链表可以return。
3、单双向不同:单链表只能单向读取,双向链表可以通过prev()快速找到前一结点。

单向链表优缺点:
1、优点:单向链表增加删除节点简单。遍历时候不会死循环;
2、缺点:只能从头到尾遍历。只能找到后继,无法找到前驱,也就是只能前进。

双向链表优缺点:
1、优点:可以找到前驱和后继,可进可退;
2、缺点:增加删除节点复杂,多需要分配一个指针存储空间。

数组和链表的区别:
数组的特点:
在内存中,数组是一块连续的区域。
数组需要预留空间,在使用前要先申请占内存的大小,可能会浪费内存空间。
插入数据和删除数据效率低,插入数据时,这个位置后面的数据在内存中都要向后移。
随机读取效率很高。因为数组是连续的,知道每一个数据的内存地址,可以直接找到地址对应的数据。
数组不利于扩展,数组定义的空间不够时要重新定义,开辟内存空间。

链表的特点:
在内存中可以存在任何地方,不要求连续。
每一个数据都保存了下一个数据的内存地址,通过这个地址找到下一个数据。 第一个人知道第二个人的座位号,第二个人知道第三个人的座位号……
增加数据和删除数据很容易。 再来个人可以随便坐,比如来了个人要做到第三个位置,那他只需要把自己的位置告诉第二个人,然后问第二个人拿到原来第三个人的位置就行了。其他人都不用动。
查找数据时效率低,因为不具有随机访问性,所以访问某个位置的数据都要从第一个数据开始访问,然后根据第一个数据保存的下一个数据的地址找到第二个数据,以此类推。 要找到第三个人,必须从第一个人开始问起。
不指定大小,扩展方便。链表大小不用定义,数据随意增删

数组的优点:
随机访问性强
查找速度快
数组的缺点:
插入和删除效率低
可能浪费内存
内存空间要求高,必须有足够的连续内存空间。
数组大小固定,不利于扩展

链表的优点:
插入删除速度快
内存利用率高,不会浪费内存
大小没有固定,数据随意增删。
链表的缺点:
不能随机查找,必须从第一个开始遍历,查找效率低

数组和链表的区别可参考这篇文章
也可参考这篇文章

时间复杂度是指执行这个算法所需要的计算工作量;而空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。时间和空间(即寄存器)都是计算机资源的重要体现,而算法的复杂性就是体现在运行该算法时的计算机所需的资源多少。

咱们谈论时间复杂度的时候,一定要充分的考虑各种场景。不能想当然,比如说有人问你,数组查询操作的时间复杂度是多少?这时候你要清楚他问的是什么,是范围查询(O(n))?还是通过下标查询(O(1))?还是通过数值去查询(O(n))?

在这里插入图片描述

散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数/Hash函数,存放记录的数组叫做散列表。
给定表M,存在函数f(key),对任意给定的关键字值key,代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址,则称表M为哈希(Hash)表,函数f(key)为哈希(Hash) 函数。

中文名:哈希表
外文名:Hash table
别名:散列表、非线性表
作用:直接进行访问的数据结构

哈希函数是一个映象,即:将关键字的集合映射到某个地址集合上,它的设置很灵活,只要这个地址集合的大小不超出允许范围即可。
现实中哈希函数是需要构造的,并且构造的好才能使用的好。
用途:加密等。

Hash表也称散列表,也有直接译作哈希表,Hash表是一种特殊的数据结构(js的object是数据类型,Hash表是数据结构数据思想),它同数组、链表以及二叉排序树等相比较有很明显的区别,它能够快速定位到想要查找的记录,而不是与表中存在的记录的关键字进行比较来进行查找。这个源于Hash表设计的特殊性,它采用了函数映射的思想将记录的存储位置与记录的关键字关联起来,从而能够很快速地进行查找。

javascript的所有对象,包括Array对象在内实际上是基于哈希表,属性名称就是哈希表的key,而属性的值就是哈希表的值。
js中的对象是基于哈希表结构的,而哈希表的查找时间复杂度为O(1),所以很多人喜欢用对象来做映射,减少遍历循环。比如常见的利用对象和reduce做数组去重。

Hash表采用一个映射函数 f : key —> address 将关键字映射到该记录在表中的存储位置,从而在想要查找该记录时,可以直接根据关键字和映射关系计算出该记录在表中的存储位置
通常情况下,这种映射关系称作为Hash函数,而通过Hash函数和关键字计算出来的存储位置(注意这里的存储位置只是表中的存储位置,并不是实际的物理地址)称作为Hash地址

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加:2022-10-17 12:59:49  更:2022-10-17 13:02:48 
 
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