Python数据结构实现：动态数组与链表解析及LeetCode相关题目

"Python数据结构实现（一）：数组和链表及相关LeetCode题，主要讨论了如何在Python中实现数组和链表，并涉及到动态扩容的数组实现及LeetCode相关题目。" 本文主要介绍Python中数据结构的基础——数组和链表，并结合LeetCode题目探讨其应用。在Python中，虽然内置的`list`类型可以完成类似数组的功能，但在处理大量数据时，由于其动态扩容的特性，可能会导致性能下降。因此，有时我们需要更高效的数据结构来替代。 1. **数组** - **顺序存储结构**：数组是一种线性表的顺序存储结构，支持随机访问，占用连续的存储空间，长度固定不变。 - **Python中的数组实现**：Python标准库中的`array`模块和Numpy库中的`array`函数提供了高效的数组操作。在基础实现中，可以通过`list`初始化一个固定大小的数组，但当数据量增大时，效率会受到影响。 - **动态扩容的数组**：文中提供了一个名为`DynamicArr`的类，用于实现支持动态扩容的数组。当数组满时，它会将容量扩展至原来的两倍，以减少扩容的平均成本，达到O(1)的时间复杂度。 2. **链表** - **链表的概念**：链表是一种非顺序存储结构，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针，不占用连续的内存空间，长度可变。 - **链表的Python实现**：在Python中，可以使用类来模拟链表，通过定义节点类（包含数据和指向下一个节点的引用）以及链表类（包含头部节点和链表操作方法）来实现链表的各种操作，如插入、删除、遍历等。 3. **LeetCode题目关联**：文章可能涉及了使用数组和链表解决LeetCode上的问题，LeetCode是一个在线平台，提供各种算法题目来锻炼编程和算法能力。数组和链表是基础数据结构，常见于数组操作、排序、查找和链表相关的算法题中。 4. **动态扩容的实现细节**： - `_capacity`表示数组的当前容量，初始为20。 - `_length`表示数组的有效元素数量，初始化为0。 - `_data`是列表，用None填充到指定容量，模拟连续的内存空间。 - `__getitem__`和`__setitem__`方法分别实现了索引访问和赋值操作。 - `getLength`和`getCapacity`返回数组的当前长度和容量。 - `add`方法插入元素，当数组满时，调用`_resize`方法进行扩容。 5. **扩容策略**： - 扩容策略是当数组满时，将其容量翻倍。这样在多次插入后，平均每次扩容的成本接近O(1)，提高了整体效率。 通过这样的实现，我们可以更好地理解和使用Python中的数组和链表，同时也可以应对LeetCode等平台上的算法挑战，提升编程技能和解决问题的能力。