链表与数组的区别

1万 · 2016-10-30 19:48

链表和数组都可用来存放指定的数据类型。
      首先分别介绍一下链表和数组。
      链表的特性是在中间任意位置添加删除元素的都非常的快，不需要移动其它的元素。通常链表每一个元素都要保存一个指向下一个元素的指针（单链表）。双链表的话每个元素即要保存到下一个元素的指针，还要保存一个上一个元素的指针。循环链表则把最后一个元素中保存下一个元素指针指向第一个元素。
      数组是一组具有相同类型和名称的变量的集合。这些变量称为数组的元素,每个数组元素都有一个编号,这个编号叫做下标,我们可以通过下标来区别这些元素。数组元素的个数有时也称之为数组的长度。
      数组是将元素在内存中连续存放，由于每个元素占用内存相同，所以你可以通过下标迅速访问数组中任何元素。但是如果你要在数组中增加一个元素，你需要移动大量元素，在内存中空出一个元素的空间，然后将要增加的元素放在其中。同样的道理，如果你想删除一个元素，你同样需要移动大量元素去填掉被移动的元素。
链表恰好相反，链表中的元素在内存中不是顺序存储的，而是通过存在元素中的指针联系到一起。比如：上一个元素有个指针指到下一个元素，以此类推，直到最后一个元素。如果你要访问链表中一个元素，你需要从第一个元素开始，一直找到你需要的元素位置。但是增加和删除一个元素对于链表数据结构就非常简单了，只要修改元素中的指针就可以了。
从上面的比较你可以看出，如果你的应用需要快速访问数据，很少或不插入和删除元素，你就应该用数组；相反，如果你的应用需要经常插入和删除元素你就需要用链表数据结构了。然后你自己可以想一想什么样的应用用链表合适。
      C++语言中可以用数组处理一组数据类型相同的数据，但不允许动态定义数组的大小，即在使用数组之前必须确定数组的大小。而在实际应用中，用户使用数组之前有时无法准确确定数组的大小，只能将数组定义成足够大小，这样数组中有些空间可能不被使用，从而造成内存空间的浪费。
　　链表是一种常见的数据组织形式，它采用动态分配内存的形式实现。需要时可以用new分配内存空间，不需要时用delete将已分配的空间释放，不会造成内存空间的浪费。

1万 · 2016-10-30 19:50

A 从逻辑结构来看

A-1. 数组必须事先定义固定的长度（元素个数），不能适应数据动态地增减的情况。当数据增加时，可能超出原先定义的元素个数，出现溢出现象；当数据减少时，造成内存浪费。数组中插入、删除数据项时，需要移动其它数据项。
A-2. 链表动态地进行存储分配，可以适应数据动态地增减的情况，且可以方便地插入、删除数据项。

B 从内存存储来看

B-1. (静态)数组从栈中分配空间, 对于程序员方便快速,但是自由度小
B-2. 链表从堆中分配空间, 自由度大但是申请管理比较麻烦.

      前面说的是单向链表和静态数组，下面简单介绍一下双向链表和动态数组。
      动态数组其实比较简单，就是一个长度可以根据实际情况改变的数组。我们如果要查找某一个动态数组中的元素，可以通过get()方法来查找，只要知道该元素下标就可以了。
      双向链表存放的除了本来的数据外，还有其前驱和后驱结点。

      在动态数组中，如果我们要在某一个位置添加或者删除一个元素，剩下的每个元素都要相应地往前或往后移动。如果该动态数组中的元素很多，那么，每当我们添加或删除一个元素后，需要移动的元素就非常多，因此，效率就比较低。
      双向链表效率就高多了。如果我们要在某一个位置添加一个元素，例如，要在1,3之间插入5。本来1是指向3，3也指向1的。现在，只需要将5放到1和3之间，同时让5向前指向1，向后指向3，并且让1从3指向5，让3从1指向5就可以了。如果该链表中元素非常多，我们只需做这个操作就可以了，并不需要移动剩下的元素。
所以，双向链表在添加和删除元素上的效率要比动态数组高很多。java中系统同时提供了双向链表（LinkedList）和动态数组（ArrayList）两种机制。并且，Java中有一个叫ListIterator的迭代器。该迭代器不仅可以向后迭代元素，还能向前迭代，而且还有add()来在某一位置添加元素，十分方便。不过查找效率的话就反过来了，是动态数组的效率比双向链表的效率高，因为你只要提供元素的下标即可。