数据结构与算法之详解数组和链表

数组的基本特性

数组是一种常用的数据结构,他是在内存中开辟出一串内存空间来保存数据,对他的数据的访问可以直接通过下标来完成。

但是由于数组的每一个元素的内存地址是明确的,所以数组里添加或者删除元素,通常伴随着之后的元素的整体前移或者后移。例如,将数组的第0位从数组删除,要将后面的每一位都往前移到一位。

而且数组是在创建的时候就已经确定了大小的,之后如果要扩容,必须要在内存中重新找到新容量大小的连续内存地址,将原来的数据复制到新的内存里去,也有较高的成本。

而链表就是用于解决这些缺点的数据结构。

链表的基本特性

链表的元素在内存空间里面是离散的,他们的元素顺序是通过上一个结点去保存指向下一个结点的地址,如此来形成一个动态的集合。

我们来看一个基于Java语言的简单链表实现:

public class SimpleNode<T> {
    public T value;
    public SimpleNode<T> next;
}

是不是很意外?实际上这就是链表的最简单的实现了。如果在对象里面添加

public SimpleNode<T> prep;

字段,这就成了双向链表了。

链表好处是能够在添加和删除数据的时候,可以只在添加处对节点修改prep和next属性,就能够达到目的,不用去修改过多的节点。

数组和链表的比较

数组 链表
内存占用 相对小 相对大,有额外的内存开销
访问指定下标的元素 直接就能访问到o(1)的时间复杂度 要从第一个结点往后寻找,时间复杂度o(n)
往指定下标添加元素 o(n)的时间复杂度,添加在数组的首位耗时很长 o(n)的时间复杂度,往数组中间添加需要先找到那个结点才可以做后续操作
往指定下标删除元素 基本同上 基本同上
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