算法图解(2)

2024-09-04 02:28
文章标签 算法 图解

本文主要是介绍算法图解(2),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

数组,向量,链表

每个内存对应地址,对象根据数据类型分配内存,按照字节存储在内存中,指针对象存储对象对应的内存地址

1. 数组

数组是一种线性数据结构,由一组连续的内存位置组成,数组的每个元素可以通过索引(下标)来直接访问。

优点:快速随机访问:空间利用率高

缺点:插入和删除操作效率低,固定大小

适用场景

  • 对插入、删除操作要求不高,数组是较好的选择。
  • 如果数据量在初始化时已知且不会发生较大变化,数组能够提供高效的存储和访问。

2. 链表

链表是一种线性数据结构,由一组节点组成,每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。根据链接的方式,链表分为单向链表、双向链表和循环链表。

优点:插入和删除操作效率高:动态调整大小:

缺点:随机访问效率低:额外的内存开销:每个节点除了存储数据,还需要存储指针,增加了额外的内存开销。

适用场景

  • 如果需要频繁插入或删除元素,链表能够提供更高效的操作。

  • 如果数据量不确定,链表能够更灵活地应对大小的变化,而不需要像数组一样重新分配内存。

2. 向量

std::vector 是 C++ 标准模板库(STL)中的一种动态数组,提供了数组的所有功能,并且支持动态扩展和自动管理内存。

优点:动态调整大小,自动内存管理,丰富的操作接口

缺点:额外的内存开销,性能开销

3. 数组与链表的对比

特性数组(Array)链表(Linked List)
内存分配连续分配非连续分配
大小固定动态可变
访问时间复杂度O(1)(随机访问)O(n)(必须遍历)
插入/删除时间复杂度O(n)(最坏情况下)O(1)(在给定节点处)
内存利用率高(没有额外指针开销)低(需要额外指针存储)
适用场景随机访问多,数据量固定插入/删除多,数据量动态变化

3. 数组与向量的对比

特性数组(Array)向量(std::vector)
大小固定大小动态调整大小
内存分配静态或动态,固定连续动态,连续分配,但可能有额外空间
访问时间复杂度O(1)O(1)
插入/删除时间复杂度O(n)O(1) 或 O(n)(视位置而定)
内存开销较高(为了支持动态调整)
自动内存管理不支持支持
功能基本功能丰富的操作接口
适用场景数据量固定,性能要求高数据量不确定,灵活性要求高

选择排序(Selection Sort)(排序算法)

原理:每次从待排序的序列中选出最小(或最大)的元素,放到已排序序列的末尾,直到所有元素排序完毕。

优点:简单,节省空间

缺点:时间复杂度高,不稳定(打乱顺序)

时间:O(n²)

空间:O(1)

实例:给定向量,每次寻找n-i个元素中的最小值,并和i元素交换

void selectionSort(vector<int>& arr) {int n = arr.size();for (int i = 0; i < n - 1; i++) {int minIndex = i;for (int j = i + 1; j < n; j++) {if (arr[j] < arr[minIndex]) {minIndex = j;}}if (minIndex != i) {swap(arr[i], arr[minIndex]);}}
}

这篇关于算法图解(2)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1134731

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