Android技能樹 — 數組,鏈表,散列表基礎小結

若是咱們有四袋物品，咱們已經知道了第一袋物品在N號碼的抽屜，那麼其餘三個確定在N+1，N+2，N+3號，因此在查詢的時候十分方便，由於咱們只須要知道一個的位置，其餘的位置都知道了。（因此查詢起來很方便，由於全部的位置都知道具體在哪一個）
若是咱們把A放在01，B放在02，C放在03，這時候咱們說在A和B之間插入一個D，這時候咱們須要把B和C都日後移動。同理刪除一個也是同樣，好比咱們刪除了A，B和C都要往前移動。（因此插入刪除比較麻煩，須要移動全部後面位置的數據）
若是你忽然多了一個須要存儲的物品，並且已經不夠放了，那麼須要所有從新移動到新的連續的存儲地方。

相似咱們在排隊買車票，忽然半路有我的插隊，大家全部人都須要日後退後了一位；最前面的人買好票走了一個，大家全部人均可以往前前進一位。

數組	時間複雜度
讀取	O(1)
插入/刪除	O(n)

線性錶鏈式存儲（鏈表）：

單鏈表：

不知道你們有沒有看過相似古墓麗影相似的探寶電影。

它們的步驟就是先知道到了一個地點，而後到了第一個目的地A，到了A以後根據線索才知道下一個目的地B在哪裏，而後再去B，而後這樣下去A-- B-- C --.....這樣，一直到最終的藏寶地方。沒錯，咱們的鏈表就是相似這種，好比咱們知道一共有四袋物品，可是你不能直接知道最後一個物品在哪裏，你只能從第一個開始，一個個找下去。

好比咱們第一個存在了01號抽屜，存儲內容爲A,同時告訴你們，下一個物品在05號抽屜，裏面內容爲B，同時再下一個在08號。

由上面的圖咱們能夠知道，結點由存放數據元素的數據域和存放後繼節點地址的指針域組成。

由上面咱們舉例的古墓麗影的劇情可知，咱們不能直接知道最後一個線索在哪裏，只能一個個從頭至尾查過去，因此鏈表的讀取會很慢；可是咱們若是想要插入和刪除就很方便。

好比咱們要插入一個新的結點：

好比咱們要刪除其中一個結點：

鏈表	時間複雜度
讀取	O(n)
插入/刪除	O(1)

循環鏈表：

將單鏈表中終端結點的指針端改成指向頭結點，就使整個單鏈表造成一個環，這種頭尾相接的單鏈表稱爲單循環鏈表，簡稱循環鏈表。

雙向鏈表：

雙向鏈表是在單鏈表的每一個結點中，再設置一個指向其前驅結點的指針域。

靜態鏈表：

靜態鏈表是爲了讓沒有指針的高級語言也可以用數組實現鏈表功能。

這個我就直接用網上的截圖來講明瞭：

靜態鏈表是用相似於數組方法實現的，是順序的存儲結構，在物理地址上是連續的，並且須要預先分配地址空間大小。因此靜態鏈表的初始長度通常是固定的。而後在這個裏面存的時候不只存儲數據域，同時存入了下一個數組index的位置。至關於咱們上面的指針域換成了數組的index值。

散列表（哈希表）：

由上面咱們已經能夠知道數組和鏈表各自的優點和缺點了。

操做	數組	鏈表
讀取	擅長（能夠隨機/順序訪問）	不擅長（只能順序訪問）
插入/刪除	不擅長	擅長

有了上面的知識，咱們就能夠引入散列表了，咱們用具體的故事需求來引入散列表：

若是你有一天開了一家水果店，你會拿一個本子來記各類水果的價格，由於你們知道數組對於讀取來講很方便，因此咱們用一個數組來記錄各類水果的價格，而且是按照開頭字母來進行順序寫入的。

這時候，若是有人問Apple，你就查詢一下價格，可是若是水果不少，甚至不少都是A開頭的水果，好比有20個A開頭的水果，這時候你只能知道A開頭的水果是前面20個，可是具體是哪一個，你又要一個個的查過來，若是咱們立刻就知道Apple對應的數組index值就行了，這樣就立刻知道在數組的哪一個位置，而後立刻就能夠讀取出來了。

好比下圖：

這樣咱們就在index爲2的地方存儲了蘋果的價格，而後在index爲8的地方存儲了香蕉的價格，依次類推，全部水果都記錄進去，這樣顧客問你蘋果價格時候，你就立刻知道在index爲2的地方去讀取。

而把Apple變爲2是經過散列函數來實現的。

散列函數：

咱們要實現上面的需求，這個散列函數須要一些基本要求：

若是輸入的內容相同時，每次獲得的值都相同，好比你每次輸入都是Apple，好比每次獲得的結果都是2，不能一會兒2，一會兒5。
若是無論輸入什麼值獲得的結果都相同，那麼這個函數也沒用，你輸入Apple和輸入Banana獲得的值都相同，那麼沒有任何分辨做用。
散列函數須要返回有效的索引，好比上面咱們的數組的長度只有40，你輸入Pair時候輸出100，這樣是無效索引。

根據上面的狀況咱們知道了，咱們輸入不一樣的值的時候，經過散列函數換算後，最好的結果是每一個值都是不一樣，這樣的話他們的index 也不一樣。

可是若是咱們的數組只有長度爲6，可是咱們有7種水果，那麼必定會有二個水果獲得的index是相同的。這時候咱們稱這種狀況爲衝突。

處理衝突的方式有不少，最簡單的辦法就是：若是二個鍵映射到了同一個位置，就在這個位置存儲一個鏈表。

這樣，咱們在查詢其餘水果時候仍是很快，只是在查詢index爲0的水果時候稍微慢一點，由於要在index爲0的鏈表中找到相應的水果。

散列表操做	平均狀況	最糟狀況
查找	O(1)	O(n)
插入	O(1)	O(n)
刪除	O(1)	O(n)

咱們能夠看到：

散列表的查找（獲取給定索引處的值）速度與數組同樣快，而插入和刪除速度與鏈表同樣快。所以它具有了兩者的有點
可是最糟狀況下，散列表的各類操做速度都很慢（好比都集中在index爲0的鏈表下面，則查詢就跟鏈表查詢同樣了。）

因此針對最糟的狀況，咱們須要：

較低的填裝因子：散列表使用數組來存儲數據，所以須要計算數組中被佔用的位置數。（好比，數組的長度爲10，咱們填入的數佔用了其中三個，則填裝因子爲0.3;若是填入的數正好把長度佔滿，則填裝因子爲1；若是填入了20個，則填裝因子爲2。）當填裝因子太大了，說明數組長度不夠了，咱們就要再散列表中添加位置了。稱爲調整長度。（一旦填裝因子大於0.7就調整散列表的長度，爲此你首先建立一個更長的新數組，一般將數組增加一倍）
良好的散列函數：良好的散列好書讓數組中的值呈均勻分佈，糟糕的散列函數讓值扎堆，致使大量的衝突。

這樣咱們之後想要知道某個水果價格，只須要輸入水果名字，而後經過散列函數返回一個index值就能夠去數組中找相應的價格了。