Detaillierte Erl?uterung der Datenstruktur: vom Array zum Baum und dann zur Hash -Tabelle
In diesem Artikel werden mehrere gemeinsame Datenstrukturen er?rtert, darunter Arrays, verknüpfte Listen, bin?re Suchb?ume (BSTs) und Hash -Tabellen und erkl?rt ihre Organisation im Ged?chtnis sowie deren Vor- und Nachteile.
Informationsstruktur und abstrakte Datenstruktur
Informationsstruktur bezieht sich auf die Art und Weise, wie Informationen im Ged?chtnis organisiert werden, w?hrend abstrakte Datenstrukturen unser konzeptionelles Verst?ndnis dieser Strukturen sind. Das Verst?ndnis abstrakter Datenstrukturen hilft uns, verschiedene Datenstrukturen in der Praxis besser zu implementieren.
Stapel und Warteschlange
Warteschlangen sind eine abstrakte Datenstruktur, die dem FIFO -Prinzip (zuerst in, zuerst) folgt, ?hnlich wie das Warten in der Linie. Zu den Hauptvorg?ngen geh?ren Enqueinging (Hinzufügen von Elementen zum Schwanz der Warteschlange) und Dequeuing (Entfernen der Kopfelemente der Warteschlange).
Der Stapel folgt dem LIFO -Prinzip (zuletzt in erster Out), genau wie das Stapeln eines Telleres. Zu den Vorg?ngen geh?ren das Schieben (Hinzufügen von Elementen an die Spitze des Stapels) und das Knallen (Topelemente des Stapels).
Array
Ein Array ist eine Struktur, die Daten kontinuierlich im Speicher speichert. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, belegen Arrays einen kontinuierlichen Speicherplatz im Speicher.
Andere Programme, Funktionen und Variablen k?nnen im Speicher sowie redundante Daten vorhanden sein, die zuvor verwendet wurden. Wenn Sie dem Array neue Elemente hinzufügen müssen, müssen Sie den Speicher neu zuweisen und das gesamte Array kopieren, was ineffizient sein kann.
Obwohl zu viel Speicher vorab, kann es den Kopiervorgang reduzieren, aber es wird Systemressourcen ab verschwenden. Daher ist es wichtig, Ged?chtnis gem?? den tats?chlichen Bedürfnissen zuzuweisen.
Linkliste
Verbindete Listen sind leistungsstarke Datenstrukturen, die die Verkettung von Werten in verschiedenen Speicherregionen in eine Liste erm?glichen und die dynamische Expansion oder Reduzierung unterstützen.
Jeder CS- Woche 5 enth?lt zwei Werte: den Datenwert und ein Zeiger auf den n?chsten CS- Woche 5. Der Zeigerwert des letzten CS- Woche 5s ist null, was das Ende der verknüpften Liste angibt.
In der C -Sprache k?nnen CS- Woche 5 wie folgt definiert werden:
<code class="c">typedef struct node { int number; struct node *next; } node;</code>
Das folgende Beispiel zeigt den Prozess des Erstellens einer verknüpften Liste:
Zu den Nachteilen verknüpfter Listen geh?ren die Notwendigkeit zus?tzlicher Speicherspeicherzeiger und die Unf?higkeit, über Indexe direkt auf Elemente zuzugreifen.
Bin?rer Suchbaum (BST)
Ein bin?rer Suchbaum ist eine Baumstruktur, die Daten effizient speichert, durchsucht und abruft.
Die Vorteile von BST sind dynamisch und die Suchseffizienz (O (log n)), und der Nachteil besteht darin, dass die Suchffizienz auf o (n) f?llt, wenn der Baum nicht ausbalanciert ist und zus?tzliche Speicherspeicherzeiger erfordert.
Hash -Tisch
Eine Hash-Tabelle ?hnelt einem W?rterbuch und enth?lt Schlüsselwertpaare. Es verwendet eine Hash -Funktion, um Tasten an Array -Indizes zu kartieren und so die durchschnittliche Suchzeit von O (1) zu erreichen.
Hash -Konflikte (mehrere Schlüssel, die demselben Index zugeordnet sind) k?nnen durch verknüpfte Listen oder andere Methoden gel?st werden. Das Design von Hash -Funktionen ist entscheidend für die Leistung von Hash -Tabellen. Ein Beispiel für eine einfache Hash -Funktion ist wie folgt:
<code class="c">#include <ctype.h> unsigned int hash(const char *word) { return toupper(word[0]) - 'A'; }</ctype.h></code>
Dieser Artikel wird basierend auf CS50X 2024 Quellcode zusammengestellt.
Das obige ist der detaillierte Inhalt vonCS- Woche 5. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!
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