《计算机基础与程序设计》第7周学习总结

学期（2024-2025-1） 学号（20241428） 《计算机基础与程序设计》第7周学习总结

作业信息

|这个作业属于哪个课程|<班级的链接>（如[2024-2025-1-计算机基础与程序设计](https://edu.cnblogs.com/campus/besti/2024-2025-1-CFAP|）|
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|这个作业要求在哪里|<作业要求的链接>(如2024-2025-1计算机基础与程序设计第一周作业)|
|这个作业的目标|数组与链表 基于数组和基于链表实现数据结构|
|作业正文|https://i.cnblogs.com/posts/edit|

教材学习内容总结

子程序与参数
定义和作用：
子程序可以是函数（Function）或过程（Procedure），函数通常返回一个值，而过程则不返回值。
子程序允许程序员将复杂的操作分解成更小、更易于管理的部分。
调用和返回：
子程序通过调用语句被执行，执行完毕后返回到调用点继续执行。
函数在执行完毕后会返回一个值给调用者，而过程则不会。
参数（Parameters）：
参数是传递给子程序的值，用于影响子程序的行为。
参数可以是输入参数（传入值）、输出参数（传出值）或输入输出参数（传入传出值）。
参数传递方式：
按值传递（Pass by Value）：子程序接收参数的副本，对参数的修改不会影响原始数据。
按引用传递（Pass by Reference）：子程序直接操作参数的内存地址，对参数的修改会影响原始数据。
重载（Overloading）：
允许创建多个具有相同名称但参数列表不同的子程序，这有助于提供更清晰的API和简化代码。
作用域（Scope）：
子程序内部定义的变量通常具有局部作用域，即它们只能在子程序内部访问。
全局变量可以在程序的任何地方访问，包括子程序内部。
递归（Recursion）：
递归是一种特殊的子程序调用，其中子程序直接或间接地调用自身。
递归需要有一个明确的终止条件，否则会导致无限递归。
栈帧（Stack Frame）：
每次调用子程序时，都会在调用栈上创建一个新的栈帧，用于存储局部变量和参数。
当子程序返回时，其对应的栈帧会被销毁。
尾调用优化（Tail Call Optimization, TCO）：
尾调用是指子程序调用是函数体中的最后一个操作。
尾调用优化是一种编译器优化技术，可以避免为尾调用创建新的栈帧，从而减少栈空间的使用。
闭包（Closures）：
闭包是函数和其周围状态（词法环境）的组合，允许函数访问定义在其外部的变量。
这些知识点是编程中子程序和参数的基础，不同的编程语言可能会有不同的实现细节和特性。
连续内存分配：

数组在内存中分配一块连续的空间来存储数据元素。
随机访问：

数组支持通过索引进行快速随机访问，访问时间复杂度为O(1)。
固定大小：

静态数组的大小在定义时确定，不可更改。
动态数组（如C++中的std::vector或Java中的ArrayList）可以调整大小，但通常需要分配新的内存块并复制旧数据。
插入和删除操作：

在数组的开头或中间插入或删除元素通常需要移动大量元素，时间复杂度为O(n)。
空间利用：

数组可能会预留额外空间以支持动态扩展，这可能导致空间的浪费或不足。
缓存友好性：

数组的连续内存分配使得缓存利用率高，有助于提高性能。
适用场景：

适用于元素数量基本确定且需要频繁随机访问的场景。
基于链表的数据结构
非连续内存分配：

链表中的每个元素（节点）可以独立分配在内存的任何位置。
顺序访问：

链表只能通过从头节点开始顺序访问，访问特定节点的时间复杂度为O(n)。
动态大小：

链表的大小可以随时改变，插入和删除操作不需要移动其他元素。
插入和删除操作：

在链表的任意位置插入或删除节点只需要改变指针，时间复杂度为O(1)，但前提是已经定位到该位置。
空间利用：

链表不需要预留额外空间，但每个节点需要额外存储指向前一个或后一个节点的指针，可能会增加存储开销。
缓存友好性：

链表的非连续内存分配可能导致缓存未命中，影响性能。
适用场景：

适用于元素数量频繁变化且顺序访问的场景，如实现栈、队列等。
常见基于数组和链表的数据结构
数组实现：

数组列表（ArrayList）
哈希表（如C++中的std::unordered_map）
字符串（在某些语言中，如C/C++）
链表实现：

单链表
双向链表
循环链表
哈希链表（开放寻址法）
栈（可以使用数组或链表实现）
队列（可以使用数组或链表实现）

教材学习中的问题和解决过程（先问 AI）