前言
对于数组和链表这两种最基本的数据结构你应该并不会陌生，尽管他们看起来都非常的简单，但是无论是我在与别人交流或者面试中问到一些相关的问题时，我发现大多数人并没有完全的理解他们两者之间的区别，所以决定写这样一篇文章来对两者进行分析与比对。
数组
先来说说数组，我们都知道数组是一种线性表数据结构，它用一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。
线性表，顾名思义就是一种线性的结构只有前后两个方向，链表实际上也是线性表结构，还有队列、栈这些都是。
随机访问
我们都知道数组可以做到O(1)的随机访问，那原因就在于连续的内存空间和相同的数据类型。假设我们定义一个数组大小为5，并且存储的是int类型的数据，那么在内存中就会为其分配一块连续的空间，假设地址为：10~19（按照int类型占4个字节来计算），那么现在要访问数组中随便一个数据就可以通过这个公式来实现：arr[i] = 10 + i * 4
由此公式便可以说数组可以实现O(1)时间复杂度的随机访问，但要注意的是，这里说的仅仅是随机访问，并不是查找，两者不能混为一谈。
插入
正是因为内存连续性的要求，也导致了数组在插入和删除时相对低效，假设我们要在数组第一个位置插入一个元素，那么就会造成从第一个位置开始，之后的所有位置都需要往后挪一位，所以其时间复杂度为O(n)，但如果只是往最后一个位置插入一个元素，那其时间复杂度还是O(1)，或者插入元素后不必保证原始数组中的顺序不变，那我们也可以做赋值操作，先把待插入位置上的元素查找出来，并添加到数组最后，然后再用待插入的元素覆盖原位置上的元素即可，这样操作下来其时间复杂度也是O(1)的。
所以从插入来看，如果业务上没有特殊的要求，也是完全可以做到和链表一样的时间复杂度的。
删除
删除和插入一样的问题，如果删除数组末尾的数组，时间复杂度也是O(1)的，但如果删除的是数组中第一个位置的元素，那也需要把之后的每一个元素都往前挪一位，但实际上在某些场景中，删除也可以稍加改动，比如每次删除时并不真正的删除，只有先做一个标记位，待到真正空间不足时，在一次性删除，这样就减少了每次删除都需要移动数据的问题。
链表
说完了数组，我们再来看看链表，前面已经提到过了，链表也是一种线性的数据结构，与数组不同的是，链表并不需要连续的内存空间，链表是通过指针的方式把每一个数据串联起来，对于单向链表来说，就是会额外记录一个后继指针next，而对于双向链表来说，除了后继指针next之外，还有一个前继指针pre。
在链表中我们习惯叫第一个结点为头结点，最后一个结点为尾结点，单向链表只能从头结点开始遍历，而双向链表还可以从尾结点开始遍历。
随机访问
链表中要想随机访问一个元素，就不能像数组一样做到O(1)的时间复杂度了，链表并不要求内存连续，所以没办法通过计算直接找到数据在内存中的位置，对于链表来说只能从头结点或者尾结点开始挨个遍历，因此其时间复杂度是O(n)的。
插入、删除
这里有个误区，每当问到链表和数组的区别时，就有人会说链表的插入、删除快，数组的插入、删除慢，这种说法是不严谨的，链表只有在头结点或者尾节点插入、删除时可以实现O(1)的时间复杂度，如果是在某个指定的位置插入、删除时，就不一样了，链表必须从头或者尾开始挨个遍历，直到找到目标值，而这个查找的过程时间复杂度是O(n)的。
数组和链表对比
通过前面的介绍你已经知道数组和链表对于访问、插入、删除各自的问题了，现在我们可以进行综合比较了
当然除了正常的时间复杂度对比之外，在实际的业务场景中，可能还需要考虑一些其他的问题。
1、数组虽然简单，但对于内存有连续性的要求，如果一次性申请太大数组空间，可能由于连续性空间不足，导致需要进行额外的内存碎片处理（甚至因为始终找不到一块连续的空间，而提示内存不足），而链表则没有这个问题。
2、数组是一种固定大小的存储结构，一旦申请大小就固定了，如果大小不够，就需要重新申请更大的空间，然后自己把原来的数据拷贝过去，缩小也是同样的道理，但对于链表来说则没有这个问题，链表天然的支持动态扩容与缩容。
3、链表中每个结点都需要额外的记录指向下一个结点的指针（双向链表还需要记录指向前一个结点的指针），所以会额外消耗这部分内存空间，而数组则没有这个方面消耗。
4、由于链表每个结点在内存中没有连续性的要求，所以如果频繁的对链表进行插入、删除则有可能造成内存碎片严重。
5、数组内存连续性的特性，可以充分利用pagecache的预读性，实现更高效的访问。