链表与数组

2023-12-29 22:57:28

作为线性表的两种存储方式 —— 链表和数组，这对相爱相杀的好基友有着各自的优缺点。接下来，我们梳理一下这两种方式。

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；

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。

链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：**一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。 **

1.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。（上图）

public Clist()
{
    ListCountValue = 0;//初始化
    Head = null;
    Tail = null;
}

private ListNode Head;//头指针
private ListNode Tail;//尾指针
private ListNode Current;//当前指针
private int ListCountValue;//链表数据的个数

public void AddNode(int DataValue)//尾部添加数据
{
  ListNode NewNode = new ListNode(DataValue);
  if (IsNull())//如果头指针为空
  {
      Head = NewNode;
      Tail = NewNode;
  }
  else
  {
      Tail.Next = NewNode;
      NewNode.Previous = Tail;
      Tail = NewNode;
  }
  Current = NewNode;
  ListCountValue += 1;//链表数据个数加一
}

public void DeleteNode()//删除当前数据
{
    if (!IsNull())//若为空链表
    {
        if (IsBof())//若删除头
        {
            Head = Current.Next;
            Current = Head;
            ListCountValue -= 1;
            return;
        }
        if (IsEof())//若删除尾
        {
            Tail = Current.Previous;
            Current = Tail;
            ListCountValue -= 1;
            return;
        }
        Current.Previous.Next = Current.Next;//若删除中间数据
        Current = Current.Previous;
        ListCountValue -= 1;
        return;
    }
}

2.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。（上图）

注：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。

数组

 int[] iArray = new int[2];

数组其实是开辟了两个空间的，在内存中，数组的名由一个对应的内存地址保存数据，然后就是开辟一段内存地址来保存数组数据，还有一个要点就是说数组的名可以指向别的数组数据的内存地址，这样一开始的就会被垃圾回收.

在使用前需要提前申请所占内存的大小，这样不知道需要多大的空间，就预先申请可能会浪费内存空间，即数组空间利用率低

1.在内存中，数组是一块连续的区域
2.数组需要预留空间

优缺点：

优点：

1.随机访问性强，查找速度快，时间复杂度为O(1)，因为数组的内存是连续的，想要访问那个元素，直接从数组的首地址向后偏移就可以访问到了。

缺点：

1.头插和头删的效率低，插入数据时，待插入位置的元素和他后面的所有元素都需要向后搬移，删除数据时，待删除位置后面的所有元素都需要向前搬移。时间复杂度为O(N)
2.空间利用率不高
3.内存空间要求高，必须有足够的连续的内存空间
4.数组空间的大小固定，不能动态拓展。扩容的话，就涉及到需要把旧数组中的所有元素向新数组中搬移。

5.数组的空间是从栈分配的。（栈：先进后出）

数组与链表的区别：

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；

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。

码农公寓

1.单向链表

2.双向链表

数组

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