链表和数组

1链表是什么?

链表是一种上一个元素的引用指向下一个元素的存储结构,链表通过指针来连接元素与元素;

链表是线性表的一种,所谓的线性表包含顺序线性表和链表,顺序线性表是用数组实现的,在内存中有顺序排列,通过改变数组大小实现。
而链表不是用顺序实现的,用指针实现,在内存中不连续。意思就是说,链表就是将一系列不连续的内存联系起来,将那种碎片内存进行合理的利用,解决空间的问题。

所以,链表允许插入和删除表上任意位置上的节点,但是不允许随即存取。链表有很多种不同的类型:单向链表、双向链表及循环链表。

2.单向链表

单向链表包含两个域,一个是信息域,一个是指针域。也就是单向链表的节点被分成两部分,一部分是保存或显示关于节点的信息,第二部分存储下一个节点的地址,而最后一个节点则指向一个空值。

3.双向链表

每个节点有2个链接,一个是指向前一个节点(当此链接为第一个链接时,指向的是空值或空列表),另一个则指向后一个节点(当此链接为最后一个链接时,指向的是空值或空列表)。意思就是说双向链表有2个指针,一个是指向前一个节点的指针,另一个则指向后一个节点的指针。

4.循环链表

循环链表就是首节点和末节点被连接在一起。循环链表中第一个节点之前就是最后一个节点,反之亦然。

5.数组和链表的区别?

不同:链表是链式的存储结构;数组是顺序的存储结构。

链表通过指针来连接元素与元素,数组则是把所有元素按次序依次存储。

链表的插入删除元素相对数组较为简单,不需要移动元素,且较为容易实现长度扩充,但是寻找某个元素较为困难;

数组寻找某个元素较为简单,但插入与删除比较复杂,由于最大长度需要再编程一开始时指定,故当达到最大长度时,扩充长度不如链表方便。
相同:两种结构均可实现数据的顺序存储,构造出来的模型呈线性结构。

6.链表的优缺点

优点:
① 任意位置插入元素和删除元素的速度快,时间复杂度是o(1)

② 内存利用率高,不会浪费内存

③ 链表的空间大小不固定,可以动态拓展。

缺点:随机访问效率低,时间复杂度是o(1)

总之:

对于想要快速访问数据,不经常有插入和删除元素的时候,选择数组

对于需要经常的插入和删除元素,而对访问元素时的效率没有很高要求的话,选择链表

时间复杂度

image.png

总结:

链表是线性表的一种,线性表包括顺序线性表和链表,顺序线性表就是用数组实现的,在内存中顺序排列,链表不是用顺序实现的,用指针实现的,在内存中不连续排列
链表就是将一系列不连续的内存联系起来,将那种碎片内存进行合理的利用,解决空间的问题

链表类型:
单向,双向,循环
单:单一指向,有一个信息域和一个指针域,指针指向下一个信息域
双向:两个指针域,一个信息域,前指向上一个的后,后指向下一个的前
循环:单向链表的最后一个指针域指向第一个信息域

问题1:链表数组有什么不同?

①顺序上:
链表是链式的存储结构;数组是顺序的存储结构。
链表通过指针来连接元素与元素,数组则是把所有元素按次序依次存储。
②插入删除元素上
链表的插入删除元素相对数组较为简单,不需要移动元素,且较为容易实现长度扩充,但是寻找某个元素较为困难;
数组寻找某个元素较为简单,但插入与删除比较复杂,由于最大长度需要再编程一开始时指定,故当达到最大长度时,扩充长度不如链表方便。

问题2:插入查询的时间复杂度

数组:头部插入删除:O(N),尾部插入删除均为O(1),随机访问为O(1)
链表:头部插入删除:O(N),尾部插入删除均为O(1),随机访问为O(N)

参考链接:
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