多种数据结构之间比较

Posted 2020-08-17 oscarwin

常见的数据结构有：array，list，stack，deque，binaryTree，hashMap，heap，对于C++而言还有最常用的vector

接着分析每一种的特点：

[1] array

内存分配：在内存中分配一段连续的空间；

特点：需要再定义时就知道分配空间的大小；

使用：用于预先就已知需要的最大储存空间的情况；

[2] vector

内存分配：在内存中分配一段连续的空间；

实现：内部实际通过管理一个数组指针实现；

特点：插入的元素如果超出分配的内存空间，会自动划分一段更大的内存空间，将数据拷贝过去后，释放原空间；

使用：对于C++而言采用vector的情况比较多。对于需要随机访问元素，预先不知道需要分配的内存空间大小情况。但是vector在中间和头部插入比较麻烦，插入时间复杂度是O(N)；因此vector适用于只在尾部插入和删除的情况；

[3] list

内存分配：随机分配；

实现：通过一个结构体保存指向前一个元素和后一个节点的指针（双向链表）；

特点：在任何地方插入都很方便，但是随机访问时间复杂度是O(N)；

[4] stack

实现：通过一个表实现很方便，也可以通过数组实现；

特点：后进先出，在编译器中得到广泛应用，例如编译器实现的函数堆栈；

[5] deque

实现：通过一个数组实现；

特点：先进先出，典型应用是多个对象需要抢占同一个资源时；

[6] binaryTree

内存分配：随机分配

实现：保存左右儿子的指针

特点：插入和访问的时间复杂度都是O(logN)，内部操作函数的实现很多靠递归来实现。每个节点儿子的个数可以扩展。在操作系统的编译器中的得到广泛应用；

[7] hashMap

实现：分离链接法通过数组和链表实现，开放地址法通过数组实现；

特点：支持随机访问，可以保存到每个数据的信息，可以访问指定的元素。因此应用于需要知道数据信息的情况，比如实现一个词典，就可以将单词存入一个hash表中；

[8] heap

实现：通过数组实现一个完全二叉树，称为堆