集合


集合一般被定义为:由一个或多个确定的元素所构成的整体。 集合有什么特性呢?

首先,集合里的元素类型不一定相同。 你可以将商品看作一个集合,也可以将整个商店看作一个集合,这个商店中有人或者其他物品也没有关系。

其次,集合里的元素没有顺序。 我们不会这样讲:我想要集合中的第三个元素,因为集合是没有顺序的。

事实上,这样的集合并不直接存在于编程语言中。然而,实际编程语言中的很多数据结构,就是在集合的基础上添加了一些规则形成的。

列表


列表(又称线性列表)的定义为:是一种数据项构成的有限序列,即按照一定的线性顺序,排列而成的数据项的集合。

列表的概念是在集合的特征上形成的,它具有顺序,且长度是可变的。你可以把它看作一张购物清单:

购物清单中的条目代表的类型可能不同,但是按照一定顺序进行了排列; 购物清单的长度是可变的,你可以向购物清单中增加、删除条目。 在编程语言中,列表最常见的表现形式有数组和链表,而我们熟悉的栈和队列则是两种特殊类型的列表。除此之外,向列表中添加、删除元素的具体实现方式会根据编程语言的不同而有所区分。

数组


数组是列表的实现方式之一,也是面试中经常涉及到的数据结构。

正如前面提到的,数组是列表的实现方式,它具有列表的特征,同时也具有自己的一些特征。然而,在具体的编程语言中,数组这个数据结构的实现方式具有一定差别。比如 C++ 和 Java 中,数组中的元素类型必须保持一致,而 Python 中则可以不同。Python 中的数组叫做 list,具有更多的高级功能。

那么如何从宏观上区分列表和数组呢?这里有一个重要的概念:索引

首先,数组会用一些名为 索引 的数字来标识每项数据在数组中的位置,且在大多数编程语言中,索引是从 0 算起的。我们可以根据数组中的索引,快速访问数组中的元素。

而列表中没有索引,这是数组与列表最大的不同点。

其次,数组中的元素在内存中是连续存储的,且每个元素占用相同大小的内存。

相反,列表中的元素在内存中可能彼此相邻,也可能不相邻。比如列表的另一种实现方式——链表,它的元素在内存中则不一定是连续的。