我们在前面讲解了 SeqList 线性表的相关特性,下来我们来分析下它的效率。如下
template < typename T >
class SeqList : public List<T>
{
protected:
T* m_array; // 顺序存储空间
int m_length; // 当前线性表长度
public:
bool insert(int i, const T& e); // O(n)
bool remove(int i); // O(n)
bool set(int i, const T& e); // O(1)
bool get(int i, T& e) const; // O(1)
int length() const; // O(1)
void clear(); // O(1)
// 顺序存储线性表的数组访问方式
T& operator[] (int i); // O(1)
T& operator[] (int i) const; // O(1)
// 顺序存储空间的容量
virtual int capacity() const = 0;
};
那么问题来了,两个长度相同的 SeqList ,插入和删除操作的平均耗时是否相同呢?插入操作的大O表示法是 O(n + 5),等价于O(n);而删除操作是 O(n-1) ,等价于 O(n)。从时间复杂度上来说,它们是相同的。我们再来想下,插入一个 int 类型的数字和插入一个 string 类型的字符串,两个效率能一样吗?数字肯定是效率非常高的,但是字符串就涉及到字符串的 copy 了,因此效率肯定肯定没有数字的高。
接下来我们来看看下面代码正确吗?为什么?
StaticList<int*, 5> s1;
StaticList<int*, 5> s2;
for(int i=0; i<s1.capacity(); i++)
{
s1.insert(0, new int(i));
}
s2 = s1;
for(int i=0; i<s1.capacity(); i++)
{
delete s1[i];
delete s2[i];
}
我们咋一看,感觉这段代码没问题。申请了两个 StaticList 类型的指针数组,然后再在 s1 中插入元素,将 s1 赋值给 s2,最后删除两个指针数组。我们仔细想想,在 s1 赋值给 s2 的时候,s2 同时也指向了 s1 数组的地址,再次进行两个相同地址的释放,难道代码不会出错吗?肯定会啊。我们再来看看下面这段代码正确吗?
void func()
{
DynamicList<int> d1(5);
DynamicList<int> d2 = d1;
for(int i=0; i<d1.capacity(); i++)
{
d1.insert(i, i);
d2.insert(i, i*i);
}
for(int i=0; i<d1.capacity(); i++)
{
cout << d1[i] << endl;
}
}
我们在定义 d2 的时候,进行了拷贝构造,那么后面的插入操作便会出现问题。会将 d2 的操作覆盖掉 d1 的结果,因此会出现我们不想看到的结果。
那么对于容器类型的类,我们可以考虑禁用,方法是将它们都声明为 protected 属性就行。那么我们之前的 List 类代码就可以优化为这样
template < typename T >
class List : public Object
{
protected:
List(const List&);
List& operator= (const List&);
public:
List() {}
virtual bool insert(const T& e) = 0;
virtual bool insert(int i, const T& e) = 0;
virtual bool remove(int i) = 0;
virtual bool set(int i, const T& e) = 0;
virtual bool get(int i, T& e) const = 0;
virtual int length() const = 0;
virtual void clear() = 0;
};
将拷贝构造和赋值操作声明为 protected,那么就不会出现上面的问题了。我们来看看下面的代码正确吗?
int main()
{
StaticList<int, 5> list;
for(int i=0; i<list.capacity(); i++)
{
list[i] = i * i;
}
return 0;
}
在这份代码中,我们将线性表当成数组来使用了,线性表必须先插入元素,才能使用操作符 [] 访问元素。顺序存储结构线性表提供了数组操作符重载,通过重载能够快捷方便的获取目标位置处的数据元素,再具体的使用方式上类似数组,但是由于本质不同,不能代替数组使用。那么我们就有必要来开发一个数组类了。数组类的结构如下所示
通过今天的学习,总结如下:1、线性表作为容器类,应该避免拷贝构造和拷贝赋值;2、顺醋存储线性表可能被当成数组误用。
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