数据结构与算法(二)-线性表-顺序存储结构-数组

数据结构与算法(二)-线性表-顺序存储结构-数组

1,数组是什么?

​ 所谓数组,是有序的元素序列。 若将有限个类型相同的变量的集合命名,那么这个名称为数组名。组成数组的各个变量称为数组的分量,也称为数组的元素,有时也称为下标变量。

​ 数组在物理上,表现为在内存中的一段连续空间。

2,数组有什么优势?

​ 由于数组的物理存储结构是在内存中的一段连续内存空间,在查询时使用下标可直接定位到物理位置,速度非常快,时间复杂度为O(1)。

3,数组有什么劣势?

​ 修改的时间复杂度为O(N),因为在数组中插入元素时,需要将插入位置后面的所有元素往后移动一位。如果恰好是在头部插入元素,则需要移动整个数组的所有元素。

4,在Java中的典型应用

​ 在Java中的典型应用:ArrayList

transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) {
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }

上面代码可以看到,ArrayList 底层的数据结构就是使用一个Object类型的数组实现的。

我们看一下添加元素方法:
public void add(int index, E element) {
    rangeCheckForAdd(index);
   
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    // //这里调用了一个native方法拷贝数组,相对于删除元素位置后面的的所有元素往前移动一位
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                     size - index);
    elementData[index] = element;
    size++;
}
删除元素
public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);

        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            //这里调用了一个native方法拷贝数组,相对于删除元素位置后面的的所有元素往前移动一位
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

        return oldValue;
    }

   static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                        Object dest, int destPos,
                                        int length);

查找元素
public E get(int index) {
    //参数校验
    rangeCheck(index);
    //直接返回数组对应下标位置的元素
    return elementData(index);
}

总结

​ 查询速度快O(1),修改速度慢O(n)。

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