数据结构与算法 顺序表 链表

Posted 2022-07-16 xlhit

内存

• 计算机的作用
  • 用来存储和运算二进制的数据

 

• 衡量计算机内存大小的单位：
  • bit（位）:
  • 字节：8bit
  • kb:1024字节
  • mb：1024kb

 

• 问题：计算机如何计算1+2？
  • 必须先在计算机的内存开辟内存空间
  • 才将对应的数值存储到该内存中

 

• 变量的概念
  • a = 10 在计算机中表示的含义（内存图）
  • 内存空间开辟好了之后，每一块内存空间都会有两个默认的属性
    • 内存空间的大小：算机内存大小的单位
    • 内存空间的地址：十六进制的数值
      • 地址作用：用来定位（追踪）指定内存空间，就可以获取该内存空间中存储的数据
  • 变量本质表示的是内存空间的地址，通常变量想要表示的就是内存地址对应的内存空间

 

• 理解a=10的内存图（引用，指向）
  • 引用：变量
  • 指向：如果某一个变量/引用存储了某一块内存空间的地址后，则表示该变量指向了该内存地址所对应的内存空间。

 

• 不同数据占用内存空间的大小

 

顺序表

• 容器/数据结构中存储的元素是有顺序的，顺序表的结构可以分为两种形式：单数据类型(numpy)和多数据类型(list)。
• python中的列表和元组就属于多数据类型的顺序表

 

• 单数据类型顺序表的内存图（内存连续开启）

 

• 多数据类型顺序表的内存图（内存非连续开辟）

 

• 顺序表的弊端：顺序表的结构需要预先知道数据大小来申请连续的存储空间，而在进行扩充时又需要进行数据的搬迁。

 

链表：相对于顺序表，链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理且进行扩充时不需要进行数据搬迁。

• 链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是不像顺序表一样连续存储数据，而是每一个结点（数据存储单元）里存放下一个结点的信息（即地址）

 

. is_empty()：链表是否为空

. length()：链表长度

. travel()：遍历整个链表

. add(item)：链表头部添加元素

. append(item)：链表尾部添加元素

. insert(pos, item)：指定位置添加元素

. remove(item)：删除节点

. search(item)：查找节点是否存在

# 每一项
class Node():
    def __init__(self,item):
        self.item=item
        self.next=None

# 链表
class Link():
    # 先创建一个空的链表
    def __init__(self):
        self._head=None

    # 链头添加数据
    def add(self,item):
        # 实例化
        node=Node(item)
        #注意不为空时，如何添加
        node.next=self._head
        self._head=node
    # 链表展示
    def travel(self):
        cur=self._head
        while cur:
            print(cur.item)
            cur=cur.next
    # 链表长度
    def length(self):
        count=0
        cur=self._head
        while cur:
            count += 1
            cur=cur.next
        return count

    def isEmpty(self):
        return self._head==None

    # 链表尾部添加
    def append(self,item):
        node=Node(item)
        # 链表为空
        if self.isEmpty():
            self._head=node
            return

        # 链表不为空
        cur=self._head
        pre=None
        while cur:
            pre=cur
            cur=cur.next
        pre.next=node
    # 查找
    def search(self,item):
        flag=False
        cur=self._head
        while cur:
            if cur.item==item:
                flag=True
                break
            cur=cur.next
        return flag
    # 插入
    def insert(self,pos,item):
        # 插入位置错误
        length=self.length()
        if pos<1 or pos>length:
            print(‘pos 错误‘)
            return
        else:
            node=Node(item)
            # 假定插入起始值 为1
            cur=self._head
            pre=None
            for i in range(pos-1):
                pre=cur
                cur=cur.next
            pre.next=node
            node.next=cur
    # 删除  删除遇到的第一个元素
    def remove(self,item):
        cur=self._head
        pre=None
        # 删除的是第一个节点
        if cur.item==item:
            self._head=self._head.next
            return
        # 删除的不是第一个节点
        while cur:
            if cur.item==item:
                pre.next=cur.next
                break
            else:
                pre=cur
                cur=cur.next
#链表图

link=Link()
link.append(1)
link.append(2)
link.append(3)

# link.travel()
# print(link.length())
# print(link.isEmpty())
# print(link.search(4))
# link.insert(2,1)
link.remove(1)
link.travel()