順序表
在程序中悉患，經(jīng)常需要將一組（通常為同類型的）數(shù)據(jù)元素作為整體管理和使用忆植，需要?jiǎng)?chuàng)建這種元素組量蕊，用變量記錄它們起暮，傳進(jìn)傳出函數(shù)等卖氨。一組數(shù)據(jù)中包含的元素個(gè)數(shù)可能發(fā)生變化（可以增加或刪除元素）。
對(duì)于這種需求负懦，最簡單的解決方案就是將一組元素看成一個(gè)序列筒捺，用元素在序列里的位置和順序，表示實(shí)際應(yīng)用中的某種有意義的信息纸厉，或或者表示數(shù)據(jù)之間的某種關(guān)系系吭。
這樣的一組序列的組織形式，將其抽象為 線性表颗品。一個(gè)線性表是某類元素的一個(gè)集合肯尺，還記錄元素之間的一種順序關(guān)系。線性表是最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一躯枢，在實(shí)際程序中應(yīng)用非常廣泛则吟，它還經(jīng)常被用作更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。
根據(jù)線性表的實(shí)際存儲(chǔ)方式锄蹂，分為兩種實(shí)現(xiàn)模型：
順序表：將元素順序地存放在一塊連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)里氓仲，元素間的順序關(guān)系由它們的存儲(chǔ)順序自然表示。
鏈表：將元素存放在通過鏈接構(gòu)造起來的一系列存儲(chǔ)塊中得糜。
圖(a)表示的順序表的基本形式敬扛，數(shù)據(jù)元素本身連續(xù)存儲(chǔ)，每個(gè)元素所占的存儲(chǔ)單元的大小固定相同朝抖，元素的下標(biāo)是其邏輯地址啥箭，而元素存儲(chǔ)的物理地址（實(shí)際內(nèi)存地址）可以通過存儲(chǔ)區(qū)的起始地址Loc(e0)加上邏輯地址（第i個(gè)元素）與存儲(chǔ)單元大小（c）的乘積計(jì)算而得槽棍，即：Loc(ei) = Loc(e0) + c * i
故捉蚤，訪問指定的元素時(shí)無需從頭遍歷，通過計(jì)算便可獲得對(duì)應(yīng)地址炼七，其時(shí)間復(fù)雜度為O(1).
如果元素的大小不統(tǒng)一缆巧，則需采用圖(b)的元素外置的形式，將實(shí)際數(shù)據(jù)元素另行存儲(chǔ)豌拙，而順序表中各單元位置保存對(duì)應(yīng)元素的地址信息(即鏈接)陕悬。由于每個(gè)鏈接所需的存儲(chǔ)量相同，通過上述公式按傅，可以計(jì)算出元素鏈接的存儲(chǔ)位置捉超，而后順著鏈接找到實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)元素胧卤。
注：圖(b)中的c不再是數(shù)據(jù)元素的大小，而是存儲(chǔ)一個(gè)鏈接地址所需的存儲(chǔ)量拼岳，這個(gè)量通常很小枝誊。
圖b這樣的順序表也被稱為對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的索引，這是最簡單的索引結(jié)構(gòu)惜纸。
一個(gè)順序表的完整信息包括兩個(gè)部分叶撒，一部分是表中元素集合，另一部分是為實(shí)現(xiàn)正確操作而需記錄的信息耐版，即有關(guān)表的整體情況的信息祠够，這部分信息主要包括元素存儲(chǔ)區(qū)的容量和當(dāng)前表中已有的元素個(gè)數(shù)兩項(xiàng)。
順序表的兩種基本實(shí)現(xiàn)方式
一體式結(jié)構(gòu)粪牲，存儲(chǔ)表信息的單元與元素存儲(chǔ)區(qū)以連續(xù)的方式安排在一塊存儲(chǔ)區(qū)里古瓤，兩部分?jǐn)?shù)據(jù)的整體形成一個(gè)完整的順序表對(duì)象。
一體式結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)腺阳，易于管理落君，但是由于數(shù)據(jù)元素存儲(chǔ)區(qū)域是表對(duì)象的一部分，順序表創(chuàng)建后亭引，元素存儲(chǔ)區(qū)就固定了叽奥。
分離式結(jié)構(gòu)，表對(duì)象只保存與整個(gè)表有關(guān)的信息(即容量和元素個(gè)數(shù))痛侍，實(shí)際數(shù)據(jù)元素存放在另一個(gè)獨(dú)立的元素存儲(chǔ)區(qū)里朝氓，通過鏈接與基本表對(duì)象關(guān)聯(lián)。
元素存儲(chǔ)區(qū)替換
一體式結(jié)構(gòu)由于順序表信息區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū)連續(xù)存儲(chǔ)在一起主届，所以若想更換數(shù)據(jù)區(qū)赵哲，則只能整體搬遷，即整個(gè)順序表對(duì)象(指存儲(chǔ)順序表的結(jié)構(gòu)信息的區(qū)域)改變了君丁。
分離式結(jié)構(gòu)若想更換數(shù)據(jù)區(qū)枫夺，只需要將表信息區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)鏈接地址更新即可，而該順序表對(duì)象不變绘闷。
元素存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)充
采用分離式結(jié)構(gòu)的順序表橡庞，若將數(shù)據(jù)區(qū)更換為更大的區(qū)域，則可以在不改變表對(duì)象的前提下對(duì)其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行了擴(kuò)充印蔗，所有使用這個(gè)表的地方都不必修改扒最。只要程序的運(yùn)行環(huán)境還有空閑存儲(chǔ)，這種表結(jié)構(gòu)就不會(huì)因?yàn)闈M了而導(dǎo)致操作無法進(jìn)行华嘹。人們把采用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的順序稱為動(dòng)態(tài)順序表吧趣，因?yàn)槠淙萘靠梢栽谑褂弥袆?dòng)態(tài)變化。
擴(kuò)充的兩種策略
- 每次擴(kuò)充增加固定數(shù)目的存儲(chǔ)位置，如每次擴(kuò)充增加10個(gè)元素位置强挫，這種策略可稱為線性增長岔霸。
特點(diǎn)：節(jié)省空間，但是擴(kuò)充操作頻繁俯渤，操作次數(shù)多呆细。 - 每次擴(kuò)充容量加倍，如每次擴(kuò)充增加一倍存儲(chǔ)空間八匠。
特點(diǎn)：減少了擴(kuò)充操作的執(zhí)行次數(shù)侦鹏，但是可能會(huì)浪費(fèi)空間資源，以空間換時(shí)間臀叙，推薦的方式。
增加元素
刪除元素
python中的順序表
python中的list和tuple兩種類型采用了順序表的實(shí)現(xiàn)技術(shù)价卤，具有前面討論的順序表的所有性質(zhì)劝萤。
tuple是不可變類型，即不變的順序表慎璧，因此不支持改變內(nèi)部狀態(tài)的任何操作床嫌，而其它方面，則與list的性質(zhì)類似胸私。
list的基本實(shí)現(xiàn)技術(shù)
python標(biāo)準(zhǔn)類型list就是一種元素個(gè)數(shù)可變的線性表厌处，可以加入和刪除元素，并在各種操作中維持已有元素的順序(保序)岁疼，而且還具有以下行為特征：
- 基于下標(biāo)(位置)的高效元素訪問和更新阔涉，時(shí)間復(fù)雜度應(yīng)該為O(1)
為滿足該特征，應(yīng)該采用順序表技術(shù)捷绒，表中保存在一起連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)中瑰排。 - 允許任意加入元素，而且在不斷加入元素的過程中暖侨，表對(duì)象的標(biāo)識(shí)(函數(shù)id得到的值)不變
為滿足該特征椭住，就必須更換元素存儲(chǔ)區(qū)，并且為保證更換存儲(chǔ)區(qū)時(shí)list對(duì)象的標(biāo)識(shí)id不變字逗，只能采用分離式實(shí)現(xiàn)技術(shù)京郑。
在python的官方實(shí)現(xiàn)中，list就是一種采用分離式技術(shù)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)順序表葫掉。這就是為什么用list.append(x)(或list.insert(len(list),x),即尾部插入)比在指定位置插入元素效率高的原因些举。
在python的官方實(shí)現(xiàn)中，list實(shí)現(xiàn)采用了如下的策略：在建立空表（或者很小的表）時(shí)俭厚，系統(tǒng)分配一塊能容納8個(gè)元素的存儲(chǔ)區(qū)金拒；在執(zhí)行插入操作（insert或append）時(shí)，如果元素存儲(chǔ)區(qū)滿就換一塊4倍大的存儲(chǔ)區(qū)；但是如果此時(shí)的表已經(jīng)很大(目前的閾值為50000)绪抛，則改變策略资铡，采用加一倍的方法。引入這種改變策略的方式幢码，是為了避免出現(xiàn)過多空閑的存儲(chǔ)位置笤休。
