Android-从本质层面了解数据结构与算法

Posted 2023-02-26 天津 唐秙

从本质层面了解数据结构与算法

技术点

  1.计算机存储单元与存储结构分析
  2.算法与数据结构的关系
  3.基础存储单元与连续存储单元
  4.ArrayList与LinkedList结构分析
  5.HashMap底层存储原理详解
  6.Hash算法详解与Hash冲突
  7.HashMap头插法与尾插法的优缺点
  8.HashMap导致100%CPU解密

容器与结构

  数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间一种或多种特定关系的数据元素的集合，通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率，数据结构往往同高效的检索算法和索引技术相关。
  本质：容器的设计规则
  用处：运行效率的提升
  程序系统中基础容器提供了两个变量和数组，变量是单个存储的介质，硬件中就是1010101，内存或者磁盘上的表示形式就是一堆的地址指向某一组空间。当我们出现一定的业务场景出现，系统提供的两种容器不能满足我们，所以需要做出一些额外的容器。
  我现在要接受一个消息，但是我不知道消息的数据量多大，也不知道接受的数据类型，可能有多种。

容器类别与结构本质

在Java中实际的数据容器有两种
  1.基本存储单元（单个数据存储，包含两块基本数据类型，对象）
  2.连续数据存储（数组）
数组=Java提供出来的数据结构
数据结构的特种：
  1.对于数据类型设计
  2.对于数据存储与提取设计
  3.对于数据物理结构设计
数据结构的本质是一个管理类他是对于上面三点的一个维护

ArrayList

优点和缺点：
效率
  查询：用空间去换时间，一次性先把你要的空间给你，查询的时候使用下标，一步到位
  增删改：增删改方便，一旦超过容量，需要进行复制数组，如果要在整个记录中进行插入，后面的数据都要跟着动
关于数据结构算法效率：
  时间复杂度：
  空间复杂度：
  加大空间的消耗，换取运算速度的提升
  加大运算速度的消耗，换取存储性能的提升

LinkedList

  思路：我选择用单个存储，变量，想要变成一组数据有序，那么需要逻辑控制，双链表在单链表的基础上，在每组变量的引用中多了一组引用，一组引用占位32位空间，在增删改的时候速度快，但是查询慢。
效率

HASH表

  综合一下，用数组解决查询慢的问题，底层还是用链表对数据进行存储，空间不用开辟，用多少开多少，不浪费。
  HashMap底层hash表，通过k-v，因为内存地址或者是磁盘地址，在计算机中是唯一的，底层的话对于地位的截取采用的方式不是取模，而是通过&运算，依照上面这个结果，必须做出妥协，妥协是数组的长度必须是2的幂次方-1。

HashMap死环问题

  HashMap每次扩容都是2倍，为了保持2的幂次方，为了妥协数组长度

1.7版本问题最大的地方

进行一次扩容之后，里面的数据会进行一次颠倒

hashMap中存在死环问题：
  死环问题的产生是，头插法会调换两个对象的引用位置，如果存在另一个对他进行提前更改，会出现死环

  1.8的HashMap
  将哈希值向右移动了16位，产生一个高位和低位，

HashMap问题：
1.为什么扩容是两倍扩容？
  因为2的幂次方，一定程度上解决了hash冲突，但是并没有完全解决，没有完全解决的方案
2.为什么出现死环，怎么解决？
  因为头插法会出现，完成数据替换后，前后顺序颠倒，如果出现线程切换问题，造成相互引用，出现死环
  1.8解决方案：不进行头插，同时加入高低位，在结束后，断掉末尾，高低位分开插入
3.为什么用异或？
  解决哈希冲突

总结

数据结构本质：
   一个管理类

计算机提供出来的计算单位：
   变量，数组