摊销成本/插入和删除
摊销成本是指对一组操作的平均计算复杂度进行分析。在插入和删除的场景中,每个操作的实际成本不一定相同,因此需要对多个操作的实际成本进行平均并分摊给每个操作,以得到它们的摊销成本。
常见的解决方法包括使用动态数组或链表结构,并采用'resize on insert/delete”策略。具体来说,当插入或删除操作引起数据结构大小超过预设值时,将自动执行调整操作,即重新分配内存空间并将原有元素拷贝到新的内存空间中。这个调整操作的成本高于单次插入或删除操作,但通过对多个操作的分摊,可以使得每个操作的摊销成本保持较低水平。
以下是使用Python实现摊销成本的一个示例:
class DynamicArray:
def __init__(self):
self.size = 0
self.capacity = 1
self.data = [None] * self.capacity
def __getitem__(self, index):
if not 0 <= index < self.size:
raise IndexError('Index out of range')
return self.data[index]
def __len__(self):
return self.size
def append(self, value):
if self.size == self.capacity:
self._resize(2 * self.capacity)
self.data[self.size] = value
self.size += 1
def pop(self):
if self.size == 0:
raise IndexError('Pop from empty array')
self.size -= 1
value = self.data[self.size]
self.data[self.size] = None
if self.size <= self.capacity // 4:
self._resize(self.capacity // 2)
return value
def _resize(self, new_capacity):
new_array = [None] * new_capacity
for i in range(self.size):
new_array[i] = self.data[i]
self.data = new_array
self.capacity = new_capacity
在这个示例中,DynamicArray是一个支持动态调整大小的动态数组类。在append和pop操作中,如果数组的大小已经达到其容量,就调用_resize方法进行内存扩容或缩小操作。对于append操作,