• 数据结构02、顺序表和链表


    线性表

    线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构,常见的线性表:顺序表、链表、栈、队列、字符串......

    线性表在逻辑上是线性结构,也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的,线性表在物理上存储时,通常以数组和链式结构的形式存储。

    顺序表

    顺序表是用一段物理地址连续的存储单元一次存储数据元素的线性结构,一般情况下采用数组存储。在数组上完成数据的增删查改。

    顺序表一般可以分为:静态顺序表(是用定长数组存储元素)和动态顺序表(使用动态开辟的数组存储)

    顺序表:数据必须从第一个位置开始,是连续存储的

    顺序表的优点:

            物理上是一个数组,是一个连续的物理空间,方便组织数据,因为它的结构(物理空间连续),所以它能访问第一个就能访问到第二个等等等等等,支持下标随机访问(随意,即有下标就可以。eg.有首元素地址,就可以随意访问)//是它的优势,也是它的劣势

            顺序表的缺点:

            1.要求物理空间连续,空间不够,需要扩容(二倍二倍扩展,因为如果需要才扩容的话,一次次扩容太麻烦)。扩容有一定性能消耗,其次一般扩容2倍,存在一些空间浪费
            2.头部或中间位置的插入删除效率低,因为都得挪数据(只有尾插尾删效率比较高),扩容有一定程度性能消耗,因为有时候要挪动数据(拷贝并移动数据),会消耗性能,可能存在一定程度的空间浪费,比如开100,用110,但空间会扩到200
            3.CPU高速缓存命中率高

    顺序表尾插尾删O(1),不适合用头插头删,因为它要挪动数据,比较麻烦

    随机访问的价值在于:二分查找等等。链表和顺序表相辅相成

    一般.h都用一个#pragma once ,防止头文件被重复定义,或者加一个条件编译的宏

    为什么顺序表不用柔性数组?

    没必要把结构体数据和开辟的数组写在一起,万一空间不够了还得扩容

    注意:柔性数组并不是说可以无限写空间,而是指结构体的数据和动态开辟的空间是放在一起的,是一起一次性开辟,不够还可以开辟
    优势是结构体的数据和其中的数组的内容可以一起开辟,放在一起

    链表

    链表:链表是一种物理存储结构上非连续,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。

    注意:

            1.链式结构在逻辑上是连续的,但是在物理上不一定连续

            2.现实中的结点一般都是从对上申请出来的

            3.从堆上申请的空间,是按照一定的策略来分配的,两次申请的空间可能连续,也可能不连续

    链表的分类

    实际中链表的结构非常多样,以下情况组合起来就有8种链表结构:

    1.单向或双向

    2.带头或不带头

    3.循环或非循环

    虽然有这么多链表结构,但是实际中我们最常用的还是两种结构:

    无头单向非循环链表(结构简单,一般不会单独用来存数据。实际中更多的是作为其他数据结构的子结构,如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多)

    带头双向循环列表(结构最复杂,一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构,都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然复杂,但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势,要想实现它反而更简单了)

    顺序表和链表的区别

    存储空间上:逻辑上都连续,但是顺序表物理上一定连续,链表物理上不一定连续

    随机访问:顺序表支持,且时间复杂度为O(1),链表不支持且时间复杂度为O(N)

    任意位置插入或删除元素:顺序表可能要搬移元素,效率低,可能为O(N),链表只需要修改指针指向

    插入:顺序表中的动态顺序表在空间不够时需要扩容。链表就没有容量的概念

    应用场景:顺序表元素高效存储并且频繁访问。链表在任意位置插入和删除频繁

    缓存利用率:顺序表缓存利用率较高,链表较低


     

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