python数据结构之动态数组

数组列表：动态数组(Array List)

简介：

最基础简单的数据结构、最大的优点就是支持随机访问(O(1))，但是增加和删除操作效率就低一些(平均时间复杂度O(n))

动态数组也称数组列表，在python中一般为List

由于Python包装好了很多算法上的现成的数组操作函数，通过学习对其内部进行进一步的了解；

下面我对内置函数进行整理学习写下学习笔记：

• 动态数组（数组列表）的概念
• 数组操作函数
• 数组内置函数方法的时间复杂度
• 把内置函数的内部实现方法用python去实现

1.数组列表的概念：

• 顺序存储数据
• 连续存储
• 任意顺序访问，可变大小的列表数据结构允许增加、删除元素

2.数组操作函数：

3.数组内置操作函数的时间复杂度：

4.用python实现内置函数的方法：

#函数上会标明该方法的时间复杂度
#动态数组的类

class DynamicArray:
    
    def __init__ (self):
        'Create an empty array.'
        self._n = 0 #size
        self._capacity = 10    #先给个10
        self._A = self._make_array(self._capacity)
        
    def __len__ (self):
        return self._n
    
    def is_empty(self):
        return self._n == 0
    
    # O(1)
    def __getitem__ (self, k):
        if not 0 <= k < self._n:
            raise ValueError('invalid index') 
        return self._A[k]
       
    # O(1) 
    def append(self, obj):
        if self._n == self._capacity:    #首先要判断该容器是否放得下
            self._resize(2 * self._capacity)
        self._A[self._n] = obj    
        self._n += 1
        
    def _make_array(self, c):
        return (c * ctypes.py_object)( )
    
    def _resize(self, c):
        B = self._make_array(c)
        for k in range(self._n):
            B[k] = self._A[k]
        self._A = B
        self._capacity = c   

    # O(n)
    def insert(self, k, value):
        if self._n == self._capacity:
            self._resize(2 * self._capacity)
        for j in range(self._n, k, -1):    #从后往前一个一个往后移
            self._A[j] = self._A[j-1]
        self._A[k] = value
        self._n += 1
     
    # O(n)    
    def remove(self, value):
        for k in range(self._n):
            if self._A[k] == value:     #一个个查value
                for j in range(k, self._n - 1):
                    self._A[j] = self._A[j+1]   ##再一个个移上来
                self._A[self._n - 1] = None
                self._n -= 1
                return
        raise ValueError( 'value not found' )
    
    def _print(self):
        for i in range(self._n):
            print(self._A[i], end = ' ')
        print()


mylist = DynamicArray()
print ('size was: ', str(len(mylist)))
mylist.append(10)
mylist.append(20)
mylist.append(30)
mylist.insert(0, 0)
mylist.insert(1, 5)
mylist.insert(3, 15)
mylist._print()
mylist.remove(20)
mylist._print()
print ('size is: ', str(len(mylist)))

#输出结果
size was:  0
0 5 10 15 20 30 
0 5 10 15 30 
size is:  5