1.专题 存储结构和逻辑结构

news/2024/11/28 1:01:00/

1. 存储结构

软件完成对象抽象,需要分配一定的内存资源。
根据对象对内存使用的特征,可以把数据存储的特征划分为:

  • 顺序存储
  • 链接存储
  • 索引存储 和 散列存储

1.1 顺序存储

对象占用的资源表现为一段连续的内存存储

图示如下:
MAX_SIZE表示数组容量
ele_lenth 表示元素个数
在这里插入图片描述

1.2 链接存储

对象占用的内存资源表现为一段内存和另一段内存单点间的链接

图示如下:
单向(循环)链接,左侧节点为 FIRST
双向链接,左侧为left end,右侧为right end
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只包含有一个节点的链表存储
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1.3 索引存储

[table]是一个指针数组,容量使用[MAX_SIZE]表示
指针表中有效指针个数表示为[lenth]
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比如下图:在这里插入图片描述

1.4 散列存储

散列映射特征值/关键字 为一个整形数字:pos
pos表示一个指针数组的索引号,该指针可能指向一个数组,一个链表或其他数据结构:如果用户要求的数据存在,那么就应该存储在这个数据结构里
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1.4.1 散列+箱子

示例:68或者88作为key,pos计算出来都是8;
hash table取出index为8的表项,这个结构体中可能存储着key68或者key 88的数据;
如果对应的结构体,key字段是88,那么就是key 88需要的数据。
但是因为箱子当中只能存储一个数据,这样key 68应该存储在哪里呢?我们定一个规则:当没有位置存放key68时,把key68存放到紧邻的下一空表项

  • 查找
    f(key)计算pos,查看pos是否命中直到:
    01表项key 命中
    02表项未命中,向下查找,找到空表项,返回没有元素
    03表现回到pos,返回没有元素
  • 添加
    f(key)计算pos,查看pos是否被占用直到:
    01 表项没有被占用 ,写入数据(返回成功)
    02 表项已经被占用,写入下一个空表项(返回成功)
    03 没有找到空表项,返回溢出状态
    在这里插入图片描述

1.4.2 散列+链表

示例:使用key68或者key88计算出pos = 8,那么如果两个key的数据存在,一定存在于pos = 8的链表上

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1.5 总结

对象内存 的 存储结构是设计对象时首先要考虑的事情

2. 逻辑结构

2.1 综述

  • 逻辑结构 表示构成对象的子元素之间的关系

2.2 数据表

如果对象间元素没有时间上的关系,那么他们构成的组合是一张表,供使用者存储和查询用。

此意义上数据表可以使用顺序存储、链接存储、索引存储、散列存储均可

2.3 时间序: 队列 FIFO(先进先出)

2.3.1 数组描述

规则A:front位置永远为0
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规则B:front位置小于rear位置
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2.3.2 链表描述

[rear]和[front]分别为一个指针,两种描述类型复杂度相近
在这里插入图片描述
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2.4 时间序:栈 LIFO(后入先出)

2.4.1 数组描述

[top] 最后放入的数据
[bottom] 最先放入的数据
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2.4.2 链表描述

在这里插入图片描述


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