像整理桌面一樣學插入排序:原理與代碼
本文以“整理桌面”類比插入排序,核心思想是將元素逐個插入已排序部分的正確位置。基本步驟爲:初始化第一個元素爲已排序,從第二個元素開始,將其與已排序部分從後向前比較,找到插入位置後移元素,再插入當前元素。 以數組 `[5,3,8,2,4]` 爲例:初始已排序 `[5]`,插入3(移5後)得 `[3,5]`;插入8(直接追加)得 `[3,5,8]`;插入2(依次後移8、5、3,插入開頭)得 `[2,3,5,8]`;插入4(後移8、5,插入3後)完成排序。 代碼實現(Python)通過雙層循環:外層遍歷待插入元素,內層從後向前比較並後移元素。時間複雜度O(n²),空間複雜度O(1),適用於小規模數據或接近有序數據,是原地排序且無需額外空間。 該排序類比直觀體現“逐個插入”本質,對理解排序邏輯有幫助。
閱讀全文時間複雜度O(n)是什麼?數據結構入門必學的效率概念
文章解釋了時間複雜度的必要性:因硬件和編譯器差異,直接計時不現實,需抽象描述算法效率趨勢。核心是線性時間複雜度O(n),表示操作次數與輸入規模n(如數組長度)成正比,如遍歷數組找目標、打印所有元素等場景,均需n次操作。 大O表示法忽略常數和低階項,僅關注增長趨勢(如O(2n+5)仍爲O(n))。對比常見覆雜度(O(1)常數、O(n)線性、O(n²)平方、O(log n)對數),O(n)比O(n²)高效但不如O(1)或O(log n)。 理解O(n)是算法基礎,可幫助優化代碼,避免“暴力解法”導致的超時問題。
閱讀全文手把手教你畫二叉樹:數據結構入門第一課
二叉樹是數據結構基礎,每個節點最多有左、右兩個子節點,無後代的節點爲葉子。核心術語包括:根節點(頂層起點)、葉子節點(無子節點)、子節點(父節點的下一層節點)、左右子樹(節點的左/右子樹及後代)。 構建時從根節點開始,逐步添加子節點,最多兩層分支,不可超過兩個子節點,子節點位置需有序(左/右有別)。判斷二叉樹需滿足:每個節點≤2個子節點,且子節點位置明確。 遍歷方式有前序(根→左→右)、中序(左→根→右)、後序(左→右→根)。畫樹是理解核心,直觀展現節點關係,爲堆、紅黑樹等複雜結構及算法(排序、查找)奠基。
閱讀全文鏈表vs數組:數據結構入門必知的區別
數組和鏈表是編程中最基礎的數據結構,理解其區別與適用場景對高效編碼至關重要。 數組特點:連續內存存儲,通過索引隨機訪問(時間複雜度O(1)),但初始需固定大小,中間插入/刪除需移動元素(O(n)),適合已知固定大小、高頻隨機訪問場景(如成績表、地圖座標)。 鏈表特點:分散內存存儲,節點含數據和指針,無法隨機訪問(需從頭遍歷,O(n)),但動態擴展靈活,中間插入/刪除僅需修改指針(O(1)),適合動態數據、高頻增刪場景(如隊列、鏈表哈希表)。 核心區別:數組連續內存但操作受限,鏈表分散存儲但訪問慢。關鍵差異體現在存儲方式、訪問速度、插入刪除效率,需根據需求選擇。理解其底層邏輯,可寫出更高效的代碼。
閱讀全文從0開始學數據結構:數組到底是什麼?
數組是一組相同類型數據的有序集合,通過索引(從0開始)訪問,元素連續存儲,用於高效管理大量同類數據。例如班級成績,用數組`scores = [90,85,95,78,92]`可替代多個變量,便於整體操作。 聲明初始化(如Python):`scores = [90,85,95,78,92]`或`[0]*5`(聲明長度爲5的數組)。訪問元素用`scores[索引]`,需注意索引範圍(0到長度-1),越界會報錯。 基本操作:遍歷可用循環(`for score in scores: print(score)`);插入刪除需移動後續元素(時間複雜度O(n))。 核心特點:類型相同、索引從0開始、元素連續存儲。優點是訪問速度快(O(1)),缺點是插入刪除效率低、靜態大小。 數組是數據結構基礎,理解其“索引訪問、連續存儲”的核心思想,對學習鏈表、哈希表等複雜結構至關重要,是數據管理的核心工具。
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