Database Advanced I

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Doubly linked list

• What is a doubly linked list

  双向链表是一种数据结构,由若干个节点构成,其中每个节点均由三部分构成,分别是前驱节点,元素,后继节点.双向链表中的节点在内存中是游离状态存在的.
  

• Application of doubly linked list: LinkedList

  双向链表中的元素部分保存的都是对象,实际上保存的是元素对象的地址.
  

• Operations on doubly linked lists

  • Add element

    add(E) -- 在链表尾部添加元素   
    	将元素封装到节点中,创建新节点,让新节点和前一个节点建立双向链表的关系.
    add(int index,E e) -- 在指定位置插入元素
    	其过程实际上就是断开链,重新构建链的过程
    

  • Delete element

    remove(int index)-- 删除指定位置的元素
    	其过程实际上依然是断开链,重新构建链的过程
    

  • query element

    get (int index) - E
    	查询方式:对半查找
    	若查找的位置小于链表长度的一半,则从头结点开始顺序查找;否则,从尾结点开始逆序查找,这样做可以提高查询效率.
    

    Note: There is no subscript in the doubly linked list. Index represents the sequential position of the node starting from the head node. Index is not an attribute in the doubly linked list.

  • Modify element

    set(int index,E e) -- 将新元素替换指定位置的元素
    

  • Related interview questions:

    1. The data structure of LinkedList is different before and after JDK1.8

    从JDK1.8开始,LinkedList的数据结构为双向链表
    在JDK1.8之前,LinkedList的数据结构是双向循环链表.(头尾相接)
        
    双向循环链表的查找过程与双向链表相同,均为:
    	1. 判断查找元素位置与链表长度一半的关系:
    		小于,则从header开始顺序查找
    		否则,则从header开始逆序查找
    

• 2. The difference between ArrayList and LinkedList

     1. ArrayList底层是数组实现的,LinkedList底层是双向链表,二者的数据结构是不同的.
     2. 因为数据结构不同,所以最终的性能是不同的.
        查询元素:
     		ArrayList是根据下标查找元素,查询效率非常高,时间复杂度为O(1)
             LinkedList中若查找头部/尾部的元素,其查询效率还是比较高的,但是若查找偏中间位置的元素,其查询效率是比较低下的.
        增删元素:
     		ArrayList:若在尾部添加增删元素,此时性能可能会很高,在头部和中间位置进行增删操作,其效率都不是很高.
             LinedList:若在头尾部分增删元素,此时性能很高,但是若在偏中间位置进行增删元素,此时性能不高的(因为增删,会先查询指定位置的节点,查询效率是低下的)
                     
        整体而言:
     		ArrayList查询性能是高于LinkedList的,但是若LinkedList进行头尾查询,此时效率也是非常高的.
             若进行的是偏头部和尾部的增删操作,选择LinkedList;而若对其他位置进行增删,此时ArrayList和LinkedList的效率是差不多的.
                     
            整体来看,ArrayList查询方面性能更好,增删方面,除了头尾增删,其他增删和LinkedList差不多,所以经常使用ArrayList.
                     
     面试标准回答:ArrayList查询性能更高,LinkedList进行头尾增删,性能很高,除此之外,其他增删,ArrayList和LinkedList差不多.
     

Recursion – recursion

• definition

  递归是一种思想,应用在编程中体现为方法调用方法本身.
  

• Case: Implementing the factorial of a certain number

  1! = 1           
  2! = 2*1         2*1!
  3! = 3*2*1       3*2!
  4! = 4*3*2*1     4*3!
  5! = 5*4*3*2*1   5*4!
      
      
  //f方法用于求出某个数的阶乘   
  long f(int n){
        
        
     if(n==1)
         return 1;
     return n*f(n-1);
  }
  

  

• Classic case of recursion:

  斐波那契数列(Fibonacci)是这样一组数列:  1 1 2 3 5 8 13 21 34 55.....  第一位第二位为1,从第三位开始,每一位的值等于前两位之和.
  

  1. Find the value of the 20th position in the Fibonacci sequence

     public  int  f(int pos){
             
             
         if(pos==1 || pos==2)
             return 1;
         return f(pos-1)+f(pos-2);
     }
     

  2. Print out the first 20 numbers of the Fibonacci sequence

     for (int i=1;i<=20;i++){
             
             
         int result = f(i);
         System.out.print(result+" ");
     }
     

• Note on recursion:

  1. 递归必须有出口,否则会栈内存溢出(SOF)--StackOverflowError
  2. 递归是有深度,若深度太深,可能会造成SOF
  
  栈内存回顾: 用法: 当调用某个方法时,会在栈中为这个方法分配属于这个方法的栈帧区域,某个方法的栈帧中保存这个方法中的所有局部变量
  

• Interview questions: SOF and OOM

  SOF: statckOverFlowError   -- 栈内存溢出
  OOM: OutOfMemoryError -- 堆内存溢出
  内存溢出:剩余内存不足以分配给请求的资源,此时会出现内存溢出.
      原因:
  		1. 创建大对象
  		2. 内存泄漏的不断累积,内存泄漏一直累积到一定程度,则会出现堆内存溢出.
              
  内存泄漏:分配出去的内存回收不回来,此时这个现象就叫做内存泄漏
              
  内存泄漏和内存溢出的区别
  	内存溢出:剩余内存不足以分配给请求的资源,这种现象叫做内存溢出.
      内存泄漏:分配出去的内存回收不回来,这个现象叫做内存泄漏
      
      关系:  内存泄漏累积到一定程序才会造成内存溢出，并不是内存泄漏一旦出现，则立即出现内存溢出,
      出现内存溢出并不一定是由于内存泄漏造成的，还可能是因为创建了大对象造成的。
          
      内存泄漏,则一定会出现内存溢出?   错误
      内存溢出一定是由于内存泄漏引起的?   错误
  

tree - tree

• A tree is a data structure consisting of several nodes, of which there is only one root node.

• tree terminology:

  高度: 树的层次
  根节点: 有且仅有一个
  度: 树中节点的最大子节点数
  叶子节点: 度为0的节点
  

  

Binary tree:

• A tree with degree 2 is a binary tree

Binary sorting tree

• definition

  二叉排序树（Binary Sort Tree），又称二叉查找树（Binary Search Tree），亦称二叉搜索树。是数据结构中的一类。在一般情况下，查询效率比链表结构要高。
  

• Features

  1. 元素不能重复
  2. 左子树中的节点均小于根节点
  3. 右子树中的节点均大于根节点
  

  

• The query efficiency of binary sorting tree is higher than that of one-way linked list

  单向链表中,查询元素,最差的情况要查询n次;而在二叉排序树中,每次比较,均可以排除将近一半的数据,所以查询次数会大大减少.查询效率高于单向链表
  

• The elements in the binary sorting tree can be of other reference types, but the objects of this reference type are required to be comparable in size. How to ensure that the objects can be compared in size?

  实现Comparable接口,在类中定义比较规则,则对象之间是可比较大小的.
  

I'm a general ; I've always been there. !