数组的顺序存储:行序与列序
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更新于2024-08-22
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"这篇资料主要介绍了两种常见的顺序存储方式,即以行序为主序和以列序为主序,这是软件技术基础课程中的重要内容,涉及到数组、矩阵的压缩存储,特别是二维数组的存储方法。"
在计算机科学中,数组是一种基础且重要的数据结构,它由相同类型的数据元素组成,并通过一个唯一的索引来访问每个元素。数组的定义通常是基于其元素的类型和大小,例如在C语言中,我们可以定义一个二维数组`array2[m][n]`,这实际上是通过一维数组`array1[n]`的嵌套来实现的。
数组的顺序表示和实现是指如何在内存中安排这些元素。由于计算机的内存是线性的,多维数组必须转换为一维序列以便存储。通常有两种顺序存储方式:
1. **以行序为主序**:在这种存储方式中,数组元素按照从左到右、从上到下的顺序排列。例如,一个二维数组`A[m][n]`,元素`a[i][j]`在内存中的位置(Location)可以通过公式`Loc(aij)=Loc(a11)+[(i-1)n+(j-1)]*l`计算得出,其中`l`是元素的大小。这种存储方式常用于按行处理数据的情况,如图像处理。
2. **以列序为主序**:相反,如果按列优先顺序存储,数组元素会先按照列填充,然后再换到下一行。在这种情况下,`a[i][j]`的位置由公式`Loc(aij)=Loc(a11)+[(j-1)m+(i-1)]*l`确定。这种方式适合于按列进行操作的应用,比如某些数学计算。
对于特定类型的矩阵,如特殊矩阵和稀疏矩阵,会有更优化的压缩存储方法。特殊矩阵是指具有特定结构(如对角矩阵、三角矩阵等)的矩阵,它们可以利用其特性减少存储空间。而稀疏矩阵是指大部分元素为零的矩阵,为了节省存储空间,可以只存储非零元素及其位置信息,例如使用三元组(行索引、列索引、值)或者压缩行存储(CSR)和压缩列存储(CSC)形式。
数组的处理相对简单,主要操作包括根据下标获取和修改元素。由于数组的固定大小和静态特性,插入和删除操作通常效率较低,因此数组常用于数据量固定且需要快速访问的场景。了解这些基础概念对于理解和实现各种软件技术至关重要。
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