Android技能树 — 数组,链表,散列表基础小结

若是咱们有四袋物品，咱们已经知道了第一袋物品在N号码的抽屉，那么其余三个确定在N+1，N+2，N+3号，因此在查询的时候十分方便，由于咱们只须要知道一个的位置，其余的位置都知道了。（因此查询起来很方便，由于全部的位置都知道具体在哪一个）
若是咱们把A放在01，B放在02，C放在03，这时候咱们说在A和B之间插入一个D，这时候咱们须要把B和C都日后移动。同理删除一个也是同样，好比咱们删除了A，B和C都要往前移动。（因此插入删除比较麻烦，须要移动全部后面位置的数据）
若是你忽然多了一个须要存储的物品，并且已经不够放了，那么须要所有从新移动到新的连续的存储地方。

相似咱们在排队买车票，忽然半路有我的插队，大家全部人都须要日后退后了一位；最前面的人买好票走了一个，大家全部人均可以往前前进一位。

数组	时间复杂度
读取	O(1)
插入/删除	O(n)

线性表链式存储（链表）：

单链表：

不知道你们有没有看过相似古墓丽影相似的探宝电影。

它们的步骤就是先知道到了一个地点，而后到了第一个目的地A，到了A以后根据线索才知道下一个目的地B在哪里，而后再去B，而后这样下去A-- B-- C --.....这样，一直到最终的藏宝地方。没错，咱们的链表就是相似这种，好比咱们知道一共有四袋物品，可是你不能直接知道最后一个物品在哪里，你只能从第一个开始，一个个找下去。

好比咱们第一个存在了01号抽屉，存储内容为A,同时告诉你们，下一个物品在05号抽屉，里面内容为B，同时再下一个在08号。

由上面的图咱们能够知道，结点由存放数据元素的数据域和存放后继节点地址的指针域组成。

由上面咱们举例的古墓丽影的剧情可知，咱们不能直接知道最后一个线索在哪里，只能一个个从头至尾查过去，因此链表的读取会很慢；可是咱们若是想要插入和删除就很方便。

好比咱们要插入一个新的结点：

好比咱们要删除其中一个结点：

链表	时间复杂度
读取	O(n)
插入/删除	O(1)

循环链表：

将单链表中终端结点的指针端改成指向头结点，就使整个单链表造成一个环，这种头尾相接的单链表称为单循环链表，简称循环链表。

双向链表：

双向链表是在单链表的每一个结点中，再设置一个指向其前驱结点的指针域。

静态链表：

静态链表是为了让没有指针的高级语言也可以用数组实现链表功能。

这个我就直接用网上的截图来讲明了：

静态链表是用相似于数组方法实现的，是顺序的存储结构，在物理地址上是连续的，并且须要预先分配地址空间大小。因此静态链表的初始长度通常是固定的。而后在这个里面存的时候不只存储数据域，同时存入了下一个数组index的位置。至关于咱们上面的指针域换成了数组的index值。

散列表（哈希表）：

由上面咱们已经能够知道数组和链表各自的优点和缺点了。

操做	数组	链表
读取	擅长（能够随机/顺序访问）	不擅长（只能顺序访问）
插入/删除	不擅长	擅长

有了上面的知识，咱们就能够引入散列表了，咱们用具体的故事需求来引入散列表：

若是你有一天开了一家水果店，你会拿一个本子来记各类水果的价格，由于你们知道数组对于读取来讲很方便，因此咱们用一个数组来记录各类水果的价格，而且是按照开头字母来进行顺序写入的。

这时候，若是有人问Apple，你就查询一下价格，可是若是水果不少，甚至不少都是A开头的水果，好比有20个A开头的水果，这时候你只能知道A开头的水果是前面20个，可是具体是哪一个，你又要一个个的查过来，若是咱们立刻就知道Apple对应的数组index值就行了，这样就立刻知道在数组的哪一个位置，而后立刻就能够读取出来了。

好比下图：

这样咱们就在index为2的地方存储了苹果的价格，而后在index为8的地方存储了香蕉的价格，依次类推，全部水果都记录进去，这样顾客问你苹果价格时候，你就立刻知道在index为2的地方去读取。

而把Apple变为2是经过散列函数来实现的。

散列函数：

咱们要实现上面的需求，这个散列函数须要一些基本要求：

若是输入的内容相同时，每次获得的值都相同，好比你每次输入都是Apple，好比每次获得的结果都是2，不能一会儿2，一会儿5。
若是无论输入什么值获得的结果都相同，那么这个函数也没用，你输入Apple和输入Banana获得的值都相同，那么没有任何分辨做用。
散列函数须要返回有效的索引，好比上面咱们的数组的长度只有40，你输入Pair时候输出100，这样是无效索引。

根据上面的状况咱们知道了，咱们输入不一样的值的时候，经过散列函数换算后，最好的结果是每一个值都是不一样，这样的话他们的index 也不一样。

可是若是咱们的数组只有长度为6，可是咱们有7种水果，那么必定会有二个水果获得的index是相同的。这时候咱们称这种状况为冲突。

处理冲突的方式有不少，最简单的办法就是：若是二个键映射到了同一个位置，就在这个位置存储一个链表。

这样，咱们在查询其余水果时候仍是很快，只是在查询index为0的水果时候稍微慢一点，由于要在index为0的链表中找到相应的水果。

散列表操做	平均状况	最糟状况
查找	O(1)	O(n)
插入	O(1)	O(n)
删除	O(1)	O(n)

咱们能够看到：

散列表的查找（获取给定索引处的值）速度与数组同样快，而插入和删除速度与链表同样快。所以它具有了两者的有点
可是最糟状况下，散列表的各类操做速度都很慢（好比都集中在index为0的链表下面，则查询就跟链表查询同样了。）

因此针对最糟的状况，咱们须要：

较低的填装因子：散列表使用数组来存储数据，所以须要计算数组中被占用的位置数。（好比，数组的长度为10，咱们填入的数占用了其中三个，则填装因子为0.3;若是填入的数正好把长度占满，则填装因子为1；若是填入了20个，则填装因子为2。）当填装因子太大了，说明数组长度不够了，咱们就要再散列表中添加位置了。称为调整长度。（一旦填装因子大于0.7就调整散列表的长度，为此你首先建立一个更长的新数组，一般将数组增加一倍）
良好的散列函数：良好的散列好书让数组中的值呈均匀分布，糟糕的散列函数让值扎堆，致使大量的冲突。

这样咱们之后想要知道某个水果价格，只须要输入水果名字，而后经过散列函数返回一个index值就能够去数组中找相应的价格了。

结语：

哪里错误请帮忙指正，thanks。

参考：

《大话数据结构》

《算法图解》