《数据结构课件、代码》第2章线性表

《数据结构课件、代码》第2章线性表CONTENTS•线性表概述•线性表的实现•线性表的操作•线性表性能分析01线性表概述线性表定义线性表线性表是一种数据结构，其中元素按线性顺序排列每个元素都有一个唯一的标识符，称为下标，用于唯一地标识该元素线性表中的元素可以是任何类型的数据，如整数、浮点数、字符、字符串等线性表的定义线性表是由n个元素组成的有限序列，其中每个元素可以是不同的数据类型线性表中的元素具有唯一的标识符，称为下标，从0开始递增线性表的表示线性表可以用数组或链表来实现在数组实现中，元素按顺序存储在连续的内存空间中；在链表实现中，每个元素包含数据和指向下一个元素的指针线性表的特点有序性可索引性线性表的每个元素都有一个唯一线性表的元素按照一定的顺序排的下标，可以通过下标来访问和列，即每个元素都有前驱和后继0103操作元素元素有限性灵活性0204线性表的长度是有限的，由其定线性表可以根据需要进行插入、义中的n确定删除和查找操作，但这些操作可能需要移动大量元素线性表的存储结构顺序存储结构线性表中的元素按顺序存储在连续的内存空间中，每个元素占用固定大小的空间顺序存储结构适用于元素个数已知且不经常变动的线性表链式存储结构线性表中的每个元素包含数据和指向下一个元素的指针，形成一个链状结构链式存储结构适用于元素个数经常变动的线性表，但访问元素的平均时间复杂度为On02线性表的实现顺序存储结构插入操作在顺序存储结构中，插入操作需要移动大量元素来保持线性表的连续性顺序存储结构线性表在计算机中的一种物理存储方式，通过数组实现，数据元素在内存中按顺优缺点序连续存放顺序存储结构的优点是访问速度快，时间复杂度为O1；缺点是插入和删删除操作除操作效率低，时间复杂度为On同样地，删除操作也需要移动大量元素来填补删除位置的空隙链式存储结构链式存储结构插入操作线性表在计算机中的另一种物理存储方式，在链式存储结构中，插入操作只需要修改通过链表实现，数据元素在内存中不按顺指针即可，不需要移动元素序存放，而是通过指针链接在一起删除操作优缺点删除操作同样只需修改指针，不会移动元链式存储结构的优点是插入和删除操作效素率高，时间复杂度为O1；缺点是访问速度慢，时间复杂度为On线性表的应用数组与链表的应用场景在处理大量数据的场景中，如数据库、搜索引擎等，链表由于其高效的插入和删除性能而被广泛使用；而在需要频繁访问特定元素的场景中，如排序算法等，数组由于其快速的访问速度而更受欢迎常见线性表数据结构除了数组和链表之外，常见的线性表数据结构还有动态数组、循环链表等这些数据结构各有优缺点，适用于不同的应用场景03线性表的操作插入操作插入到线性表的尾部将新元素插入到线性表的最后一个位置，需要将所有后续元素向后移动一位插入到线性表的头部将新元素插入到线性表的第一个位置，需要将所有后续元素向后移动一位插入到线性表的中间将新元素插入到线性表的中间位置，需要将该位置及其后面的元素向后移动一位，并更新线性表的长度删除操作删除头部元素删除尾部元素删除中间元素删除线性表的第一个元素，需要删除线性表的最后一个元素，需删除线性表的中间元素，需要将将后续元素向前移动一位，并更要将后续元素向前移动一位，并该位置及其后面的元素向前移动新线性表的长度更新线性表的长度一位，并更新线性表的长度查找操作顺序查找从线性表的头部开始，逐个比较每个元素与目标值，直到找到匹配的元素或遍历完整个线性表二分查找适用于已排序的线性表，通过将目标值与中间元素进行比较，不断缩小查找范围，提高查找效率修改操作修改指定位置的元素找到指定位置的元素，将其值修改为目标值修改尾部元素的值找到线性表的最后一个元素，将其值修改为目标值04线性表性能分析时间复杂度分析010203插入操作删除操作查找操作在数组中插入一个元素，平均时删除一个元素，平均时间复杂度在数组中查找一个元素，平均时间复杂度为On，其中n为数组也为On间复杂度为On长度空间复杂度分析顺序存储结构链式存储结构线性表采用顺序存储结构时，需要固定线性表采用链式存储结构时，每个元素需长度的存储空间，空间复杂度为On要额外的空间存储指针，空间复杂度为VS On优化策略与技巧使用哈希表动态调整大小对于频繁进行插入、删除和对于经常进行插入和删除操查找操作的线性表，可以使作的线性表，可以动态调整用哈希表来提高性能，时间数组的大小，以避免频繁的复杂度可降低至O1内存重新分配索引优化对于大型线性表，可以建立索引来提高查找效率，索引本身会增加一定的空间开销谢谢您的聆听THANKS。