Список ассоциаций - Association list

Список ассоциаций
Типассоциативный массив
Сложность времени в нотация большой O
АлгоритмСреднийХудший случай
КосмосO (п)O (п)
ПоискO (п)O (п)
ВставитьО (1)О (1)
УдалитьO (п)O (п)

В компьютерное программирование и особенно в Лисп, список ассоциаций, часто называемый список, это связанный список в котором каждый элемент списка (или узел ) включает ключ и значение. Список ассоциаций называется ассоциировать значение с ключом. Чтобы найти значение, связанное с данным ключом, последовательный поиск используется: поиск каждого элемента списка выполняется по очереди, начиная с головы, пока не будет найден ключ. Ассоциативные списки предоставляют простой способ реализации ассоциативный массив, но эффективны только тогда, когда количество ключей очень мало.

Операция

An ассоциативный массив является абстрактный тип данных которые можно использовать для поддержания коллекции пары "ключ-значение" и найдите значение, связанное с данным ключом. Список ассоциаций предоставляет простой способ реализации этого типа данных.

Чтобы проверить, связан ли ключ со значением в данном списке ассоциаций, выполните поиск в списке, начиная с его первого узла и продолжая либо до тех пор, пока узел, содержащий ключ, не будет найден, либо пока поиск не достигнет конца списка (в этом случае ключ отсутствует). Чтобы добавить новую пару ключ-значение в список ассоциаций, создайте новый узел для этой пары ключ-значение, установите ссылку узла как предыдущий первый элемент списка ассоциаций и замените первый элемент списка ассоциации с новым узлом.[1] Хотя некоторые реализации ассоциативных списков запрещают иметь несколько узлов с одинаковыми ключами, такие дублирования не являются проблемой для этого алгоритма поиска: повторяющиеся ключи, которые появляются позже в списке, игнорируются.[2]

Также возможно удалить ключ из списка ассоциаций, просмотрев список, чтобы найти каждое вхождение ключа, и вырезать узлы, содержащие ключ, из списка.[1] Сканирование должно продолжаться до конца списка, даже если ключ найден, если один и тот же ключ мог быть вставлен несколько раз.

Спектакль

Недостаток ассоциативных списков в том, что время на поиск О(п), где п длина списка.[3] Для больших списков это может быть намного медленнее, чем время, которое можно получить, представив ассоциативный массив как двоичное дерево поиска или как хеш-таблица Кроме того, если список регулярно не сокращается для удаления элементов с повторяющимися ключами, несколько значений, связанных с одним и тем же ключом, увеличивают размер списка и, следовательно, время для поиска, без предоставления каких-либо компенсационных преимуществ.

Одним из преимуществ ассоциативных списков является то, что новый элемент может быть добавлен в постоянное время. Кроме того, когда количество ключей очень мало, поиск в списке ассоциаций может быть более эффективным, чем поиск в двоичном дереве поиска или хэш-таблице, из-за большей простоты их реализации.[4]

Приложения и программные библиотеки

На раннем этапе развития Лиспа списки ассоциаций использовались для разрешения ссылок на свободные переменные в процедурах.[5][6] В этом приложении удобно дополнять списки ассоциаций дополнительной операцией, которая отменяет добавление пары ключ-значение без сканирования списка на предмет других копий того же ключа. Таким образом, список ассоциаций может функционировать как стек, позволяя локальные переменные временно тень другие переменные с такими же именами, не уничтожая значений этих других переменных.[7]

Многие языки программирования, включая Lisp,[5]Схема,[8]OCaml,[9] иHaskell[10] имеют функции для обработки списков ассоциаций в своих стандартные библиотеки.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Marriott, Ким; Стаки, Питер Дж. (1998). Программирование с ограничениями: введение. MIT Press. С. 193–195. ISBN  9780262133418.
  2. ^ Фрике, Мартин (2012). «2.8.3 Списки ассоциаций». Логика и организация информации. Springer. С. 44–45. ISBN  9781461430872.
  3. ^ Кнут, Дональд. «6.1 Последовательный поиск». Искусство программирования, Vol. 3. Сортировка и поиск (2-е изд.). Эддисон Уэсли. С. 396–405. ISBN  0-201-89685-0.
  4. ^ Джейн, Кальвин (2011). «Использование списков ассоциаций для ассоциативных массивов». Руководство разработчика по коллекциям в Microsoft .NET. Pearson Education. п. 191. ISBN  9780735665279.
  5. ^ а б Маккарти, Джон; Abrahams, Paul W .; Эдвардс, Дэниел Дж .; Харт, Тимоти П .; Левин, Михаил И. (1985). Руководство программиста LISP 1.5. MIT Press. ISBN  0-262-13011-4. См., В частности, стр. 12 для функций, которые ищут список ассоциаций и используют его для замены символов в другом выражении, а стр. 103 для применения списков ассоциаций при поддержании привязок переменных.
  6. ^ ван де Снепшют, Ян Л. А. (1993). Что такое вычисления. Монографии по информатике. Springer. п. 201. ISBN  9781461227106.
  7. ^ Скотт, Майкл Ли (2000). «3.3.4 Списки ассоциаций и центральные справочные таблицы». Прагматика языка программирования. Морган Кауфманн. п. 137. ISBN  9781558604421.
  8. ^ Пирс, Джон (2012). Программирование и метапрограммирование на схеме. Тексты для бакалавриата по информатике. Springer. п. 214. ISBN  9781461216827.
  9. ^ Минский, Ярон; Мадхавапедди, Анил; Хики, Джейсон (2013). Реальный мир OCaml: функциональное программирование для масс. O'Reilly Media. п. 253. ISBN  9781449324766.
  10. ^ О'Салливан, Брайан; Герцен, Джон; Стюарт, Дональд Брюс (2008). Haskell из реального мира: код, в который можно верить. O'Reilly Media. п. 299. ISBN  9780596554309.
  11. ^ «10.1. Список собственности». Cs.cmu.edu. Получено 29 сентября 2017.