1.向量介绍 计算机程序主要运行在内存中,而内存在逻辑上可以被看做是连续的地址.为了充分利用这一特性,在主流的编程语言中都存在一种底层的被称为数组(Array)的数据结构与之对应.在使用数组时需要事先声明固定的大小以便程序在运行时为其开辟内存空间:数组通过下标值计算出地址偏移量来对内部元素进行访问. 可以看到,原始的数组很基础,所以运行效率非常的高.但同时也存在着严重的问题: 1.由于数组的大小需要在创建时被固定下来,但大多数程序在编写时无法很好的预测到可能的数据量大小,因而也就无法在创建时设置…

1.双端队列介绍 在介绍双端队列之前,我们需要先介绍队列的概念.和栈相对应,在许多算法设计中,需要一种"先进先出(First Input First Output)"的数据结构,因而一种被称为"队列(Queue)"的数据结构被抽象了出来(因为现实中的队列,就是先进先出的). 队列是一种线性表,将线性表的一端作为队列的头部,而另一端作为队列的尾部.队列元素从尾部入队,从头部出队(尾进头出,先进先出). 双端队列(Double end Queue)是一种特殊的队列结构,…

1.二叉搜索树介绍 前面我们已经介绍过了向量和链表.有序向量可以以二分查找的方式高效的查找特定元素,而缺点是插入删除的效率较低(需要整体移动内部元素):链表的优点在于插入,删除元素时效率较高,但由于不支持随机访问,特定元素的查找效率为线性复杂度O(1),效率较低. 向量和链表的优缺点是互补的,那么有没有办法兼具两者的优点呢?这便引出了接下来需要介绍的数据结构——二叉搜索树(Binary Search Tree). 二叉搜索树和链表类似,同样是以节点为单位存储数据的链式数据结构.二叉搜索树作为一种…

1.哈希表介绍 前面我们已经介绍了许多类型的数据结构.在想要查询容器内特定元素时,有序向量使得我们能使用二分查找法进行精确的查询((O(logN)对数复杂度,很高效). 可人类总是不知满足,依然在寻求一种更高效的特定元素查询的数据结构,哈希表/散列表(hash table)就应运而生啦.哈希表在特定元素的插入,删除和查询时都能够达到O(1)常数的时间复杂度,十分高效. 1.1 哈希算法 哈希算法的定义:把任意长度的输入通过哈希算法转换映射为固定长度的输出,所得到的输出被称为哈希值(hashCod…

1.栈的介绍 在许多算法设计中都需要一种"先进后出(First Input Last Output)"的数据结构,因而一种被称为"栈"的数据结构被抽象了出来. 栈的结构类似一个罐头:只有一个开口:先被放进去的东西沉在底下,后放进去的东西被放在顶部:想拿东西必须按照从上到下的顺序进行操作.      示意图来自<大话数据结构> 对于一个类似罐头的栈,用户能对其进行的操作很少:仅仅可以对栈顶开口处元素进行操作,因而栈的使用方式非常简单. 2.栈的ADT接口…

1.链表介绍 前面我们已经介绍了向量,向量是基于数组进行数据存储的线性表.今天,要介绍的是线性表的另一种实现方式---链表. 链表和向量都是线性表,从使用者的角度上依然被视为一个线性的列表结构.但是,链表内部存储数据的方式却和向量大不相同:链表的核心是节点.节点存储"数据"的同时还维护着"关联节点的引用".要理解链表,首先必须理解链表的内部节点结构. 最简单的链表结构是单向链表,单向链表中的内部节点存储着数据(data)和其关联的下一个节点的引用(next). da…

1. 跳表介绍 在之前关于数据结构的博客中已经介绍过两种最基础的数据结构:基于连续内存空间的向量(线性表)和基于链式节点结构的链表. 有序的向量可以通过二分查找以logn对数复杂度完成随机查找,但由于插入/删除元素时可能导致内部数组内整体数据的平移复制,导致随机插入/删除的效率较低.而普通的一维链表结构虽然可以做到高效的插入/删除元素(只是关联的节点拓扑结构改变),但是在随机查找时却效率较低,因为其只能从头/尾节点顺序的进行遍历才能找到对应节点. 计算机科学家发明了能够兼具向量与链表优点的平衡二…

1.优先级队列介绍 1.1 优先级队列 有时在调度任务时,我们会想要先处理优先级更高的任务.例如,对于同一个柜台,在决定队列中下一个服务的用户时,总是倾向于优先服务VIP用户,而让普通用户等待,即使普通的用户是先加入队列的. 优先级队列和普通的先进先出FIFO的队列类似,最大的不同在于,优先级队列中优先级最高的元素总是最先出队的,而不是遵循先进先出的顺序. 1.2 堆 优先级队列的接口要求很简单.从逻辑上来说,向量.链表或者平衡二叉搜索树等数据结构都可用于实现优先级队列.但考虑到时间和空间的效率…

1.AVL树介绍 前面我们已经介绍了二叉搜索树.普通的二叉搜索树在插入.删除数据时可能使得全树的数据分布不平衡,退化,导致二叉搜索树最关键的查询效率急剧降低.这也引出了平衡二叉搜索树的概念,平衡二叉搜索树在此前的基础上,通过一系列的等价变换使二叉搜索树得以始终处于"平衡"的状态,拥有稳定且高效的查询效率. AVL树是最早被计算机科学家发明的自平衡二叉搜索树,AVL树得名于它的发明者G. M. Adelson-Velsky和E. M. Landis,他们在1962年的论文<An a…

Q: 数组的创建? A: Java中有两种数据类型,基本类型和对象类型,在许多编程语言中(甚至面向对象语言C++),数组也是基本类型.但在Java中把数组当做对象来看.因此在创建数组时,必须使用new操作符: int [] objArray = null; // defines a reference to an array objArray = new int[100]; // creates the array, and sets objArray to refer to it 或使用等价的…