基礎資料結構（一）陣列

阿新 • • 發佈：2022-04-12

基礎資料結構（一）：陣列

面試經典：

給你一個檔案裡面包含全國人民的年齡資料，現在要你統計每一個年齡有多少人？
給定機器為單臺+2CPU+2G記憶體。不得使用現成的容器，比如map等

在以上情況下你該如何以最高效的方法來解決這個問題？

解題思路

首先排序演算法能否使用呢？遍歷

從演算法時間複雜度分析最快O(N) N=14億想象一下能排的出來嗎？

並且記憶體不夠（6G塞不了2G）

這時候我們就能使用一種非常簡單的方法處理【陣列演算法】

瞧

全國人民 14億

年齡 0~180

int data [] = new int[180];

這不就OK了嗎？

data[0]++; // 0 歲人加一  data[0] 的值就表示0歲有多少人

下面看程式碼（最主要的就是讀取檔案時一行一行讀）

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName), "UTF-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
int tot = 0 ;	//21億
int data [] = new int[200];
while((str = br.readLine()) != null){		//一行一行的讀 O(n)
    int age = Integer.parseInt(str);
    data[age] ++ ;
    tot ++ ;
}

這裡突出的就是陣列的一個最優特點【下標】

陣列是什麼？

有序的元素序列
用於儲存多個同類型資料的集合通常使用【Array】表示也叫做線性表

陣列特點

陣列是相同資料型別的元素的集合。
陣列中的各元素的儲存是有先後順序的，它們在記憶體中按照這個先後順序連續存放在一起。記憶體地址
陣列元素用整個陣列的名字和它自己在陣列中的順序位置來表示。例如，a[0]表示名字為a的陣列中的第一個元素，a[1]代表陣列a的第二個元素，以此類推。

陣列表現形式

int[] a; // 一維陣列
int[][] b; // 多維陣列

隨機訪問

陣列是連續的記憶體空間和相同型別的資料

正是因為這兩個限制，它才有了一個非常重要的特性：【隨機訪問】

但有利就有弊，這兩個限制也讓陣列的很多操作變得非常低效，

比如要想在陣列中刪除、插入一個數據，為了保證連續性，就需要做大量的資料搬移工作。

隨機訪問的重要應用：查詢，面試重點

如何實現一個數組的增刪改查？

package model;

/**
 * @author : ywb
 * @date : 2022-04-12 14:01
 */
public class MyArray {
    final int size;		//陣列的長度
    final int[] data;
    private int index;		//當前已經存的資料大小

    public MyArray(int size) {
        this.size = size;
        data = new int[size];		//分配的記憶體空間{0,0,0,0,0}
        index = 0;
    }
    public void print(){
        System.out.println("index:" + index);
        Arrays.stream(data).forEach(System.out::print);
        System.out.println();
    }
    public void insert(int loc,int n){		//時間複雜度 O(n);
        if(index ++ < size){
            for(int i = size - 1; i > loc ; i --){	//為什麼不能寫size 0~size-1 如果loc是0 O(n),O(1)=>O(n)
                data[i] = data[i - 1];	//把資料往後移一個
            }
            data[loc] = n;
        }
        //擴容 會把size*2 0.75
    }
    public void delete(int loc){	//O(n)
        for(int i = loc ; i < size ; i++){
            if(i != size - 1){		//怕越界所以加一個判斷
                data[i] = data[i + 1];
            }else{
                data[i] = 0;			//預設為0 就是沒存資料的
            }
        }
        index -- ;
    }

    public void update(int loc,int n){  //O(1)
        data[loc] = n;
    }

    public int get(int loc){		//O(1)
        return data[loc];
    }
}