java 数组合并_数组与链表

CPU L1缓存读写速度高出内存100倍左右, 缓存在加载地址的时候，基于Locality of reference也会加载相邻的地址内容。(如果一个地址被访问，那么它相邻的地址也极有可能之后被访问)

数组

-----------------  | 1 | 2 | 3 | 4 |-----------------

数组使用连续的内存来存储同类型的数据, 需要指定大小, 由于数组内各个元素类型一致, 很容易计算每个元素的偏移量。

数组的一个最大特点是支持随机访问/下标访问, 缓存友好型数据结构, 访问速度很快。

动态数组

-----------------| 1 | 2 | 3 | 4 | 添加5  -----------------   |   |   |   |   |                    v   v   v   v   v ---------------------------------| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |   |   |   |  开辟新空间---------------------------------

为了克服数组的固定大小的缺点，好多语言提供动态数组，可以根据指定或实际情况动态扩容。例如C++中的vector, Java中的ArrayList

扩容的时候需要开辟新的空间，然后把旧的数组拷贝到新的数组中。扩容可以采用倍增的策略。

扩容比较耗费资源，计算机采用均摊复杂度(Amortized Analysis)来衡量其时间复杂度, 记作O*(N)

二维数组

A = [    [11, 12, 13, 14],    [21, 22, 23, 24],    [31, 32, 33, 34],    [41, 42, 43, 44],  ]

第N行第M列 = A[N-1][M-1]

子数组的和

# 前0个数的和PrefixSum[0] = 0# 前i个数的和PrefixSum[i] = A[0] + A[1] + ... A[i - 1]# 则有Sum(i~j) = PrefixSum[j + 1] - PrefixSum[i]

规避数组缺点

数组最大的缺点是保持连续空间，删除或者插入比较靠前的位置，那么后边的都要做相应的移动。

1.合并两个排序数组，比如[3, 4]合并到[1, 2, 5, null, null]。可以从大到小合并, 避免数组移动2.删除某个值，可以将目标位置和结尾对调，在进行删除

恢复旋转排序数组

[10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9]|---------------左边-------------||-------右边------｜

1.先翻转左边2.再翻转右边3.最后翻转全部

字符串

--------------------------     |'H'|'E'|'L'|'L'|'O'|'\0'|--------------------------

字符串可以看成特殊的unicode字符数组, 以特殊字符'\0'结尾。

可变性

Java中的String是Immutable的, 拼接两个字符串实际先分配足够的空间，然后依次拷贝。如果有大量字符拼接可以使用StringBuilder。

如果使String可修改，可以使用toCharArray方法

String s = "Hello World";char[] str = s.toCharArray();

链表

     p1        p2                栈空间     |         |     v         v-------------------------------------   node1  ->  node2              堆空间-------------------------------------

链表也是线性数据结构(也可以看作特殊的树/图)。链表是离散型数据结构，以节点为单位，分散在内存的不同位置。

链表的优点是不需要连续空间，缺点便是无法随机访问/下标访问, 只能顺序查找。

所以, 同样是线性结构, 链表要慢许多, 首先访问链表无法有效命中CPU缓存, 其次node->next需要有寻址操作

单链表

--------   --------   --------   ---------| 1 | x--->| 2 | x--->| 3 | x--->| 4 | x--> Null--------   --------   --------   ---------

链表一般考察的是编程的基本功，没有什么相应的算法，只是把操作用代码来实现

双向链表

---------   -----------    -----------    -----------|   | x------> |   | x------> |   | x------> |   | x------> Null| 1 | ---------   -----------    -----------    -----------

双端队列(Deque)算是阉割版本的双向链表，只能从两头添加删除

经典缓存LRU使用的便是双链表+哈希，如果有新访问的便将数据节点放在链表头部

哨兵头节点

对于链表来说，头节点最特殊，没有前继节点。通常需要特殊处理。

如果给链表头加一个哨兵头节点，那么就消除了特殊Case的情况，生活变得简单不少。

1 -> 2 -> 3 -> 4 -> Null^headsentry -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> Nullhead = sentry.next

双指针

双指针是线性数据结构经常使用的编程技巧, 比如反转链表

同向双指针

1.按条件左右分割数组(左边奇数右边偶数，左边小于k右边大于k, 左边满足条件右边不满足等)2.寻找两条链表相交的节点3.O(1)空间拷贝链表

相向双指针

1.判断数组回文串2.反转数组

快慢双指针

1.比如链表是否有环，如果快指针追赶上慢指针，便是有环2.移除链表倒数第K个节点3.获取链表的中间节点，判断链表是否回文串

Linked-list劈成两半，记得将中间节点node->next = null

--End--