顺序表

一、什么是顺序表

将元素顺序的存放在一块连续的存储区中，元素间的顺序关系由它们的存储顺序自然表示。

（一）顺序表的形式

顺序表由于存储的元素类型不同，分成：

• 基本顺序表
• 元素外置顺序表

为什么要这样分呢？因为元素类型不同占用的每个单元大小不同。

1、基本顺序表

　　数据元素本身连续存储，每个元素所占的存储单元大小固定相同，元素的下标是其逻辑地址，而元素存储的物理地址（实际内存地址）可以通过存储区的起始地址Loc (e₀)加上逻辑地址（第i个元素）与存储单元大小（c）的乘积计算而得：

Loc(e_i) = Loc(e₀) + c*i

 比如，列表li=[23,56,100,200]的存储：

　　 一个整数占4个字节，一个字节占32位，所以4Byte=32位，上面4个整数在内存中以顺序表的形式存储，通过存储区的起始位置0x13可以找到后面的任意位置的元素，所以访问指定元素时无需从头遍历，通过计算便可获得对应地址，其时间复杂度为O(1)。

2、元素外置顺序表

　　针对元素大小不统一，比如li = [15,"abc",56,12.32]，里面整型、字符串、浮点型占用的字节不同，但是顺序表是存储的是连续的单位大小相同的元素，此时考虑使用元素外置的顺序表：

• 右边存储的是具体的数据，因为元素种类不同，所以在内存中不一定是连续的
• 左边顺序表中存储的是右边数据的内存地址
• 因为内存地址元素可以申请一块连续的空间来存，并且元素种类、大小一样

这样通过元素链接的存储位置，而后顺着链接找到实际存储的数据元素。

（二）顺序表的结构与实现

1、顺序表的结构

 一个完整的顺序表包含两部分内容：

• 元信息（容量和元素个数）
• 元素集合

 2、顺序表的两种基本实现方式

顺序表中有两种基本实现方式：一体式结构、分离式结构。

• 一体式结构

 存储表信息的单元与元素存储区以连续的方式安排在一块存储区里，两部分数据的整体形成一个完整的顺序表对象。

• 分离式结构

 表对象里只保存与整个表有关的信息（即容量和元素个数），实际数据元素存放在另一个独立的元素存储区里，通过链接与基本表对象关联。

 　　一体式结构由于顺序表元信息区与数据区是在一起的，所以如果想更换数据区只能整体搬迁，这样的话整个顺序表对象（指存储顺序表的元信息的区域）就改变了；分离式结构若想更换数据区，只需要将元信息中的数据区的链接地址更新即可，顺序表表对象不用变化。

　　另外，如果对顺序表中的数据区进行扩充有两种策略：

• 线性增长

　　　　每次增加固定数量的存储位置，比如每次增加20个存储位置；该方式节约空间，但是操作频繁

• 倍增

　　　　每次在原先容量的基础上进行成本增长，比如：8-->16,16-->32，该方式减少了操作次数，但是可能会浪费空间，以空间换时间。

二、Python中的顺序表

Python中的list和tuple采用的就是顺序表的实现技术，只不过tuple是不可变类型，即是不可变的顺序表。

list是一种采用分离式技术的动态顺序表，list的实现采用了如下的策略：

 　　在建立空表时，系统分配一块容内8个元素的存储区，在执行插入（insert/append）操作，如果存储区满就换一块4倍大的空间；但如果此时的表已经很大，则改变策略，采用加一倍的方法。引入这种改变策略的方式，是为了避免出现过多空闲的存储位置。