顺序存储和链式存储在执行一次插入操作时,核心差异体现在 **“是否需要整体搬移元素”** 以及 **“所需时间复杂度”** 两个方面

1. 线性表的顺序存储
  • 定义:用一段地址连续的存储空间依次存储线性表中的元素。
  • 优点
    • 随机存取:通过下标可以直接访问任意元素,时间复杂度为 O(1)。
  • 缺点
    • 插入/删除效率低:需要移动大量元素,时间复杂度为 O(n)。
2. 线性表的链式存储
  • 定义:通过指针将逻辑上相邻的元素链接起来,物理地址不一定连续。
  • 常见形式
    • 单链表:只能从头结点开始顺序遍历。
    • 循环单链表:可以从任意结点出发遍历整个链表。
    • 循环双链表:支持双向遍历,也能从任意结点出发。

一、线性表的顺序存储(顺序表)

存储结构细节

顺序表的存储可以类比数组,其地址连续性体现在:若第一个元素地址为 Loc(e₁),每个元素占用 k 个存储单元,则第 i 个元素的地址为:
Loc(eᵢ) = Loc(e₁) + (i-1)×k
这也是实现“随机存取”的底层原理。

优缺点补充
  • 优点
    • 存储密度高(无需额外空间存储指针)。
    • 遍历效率高(通过下标连续访问)。
  • 缺点
    • 初始空间分配困难(分配过大浪费空间,过小易溢出)。
    • 动态扩容成本高(通常需申请新空间并复制原元素,时间复杂度 O(n))。
典型应用场景
  • 频繁查询、元素数量固定或变化不大的场景(如数组、数据库中的固定长度字段)。

二、线性表的链式存储(链表)

存储结构细节

链表中每个元素(称为“结点”)包含两部分:

  • 数据域:存储元素本身的值。
  • 指针域:存储相邻结点的地址(单链表只有一个指针,双链表有两个指针)。
常见形式对比
类型指针特点遍历方向首尾连接性
单链表每个结点含一个“后继指针”只能从表头到表尾表头无前驱,表尾无后继
循环单链表同单链表,但表尾指针指向表头从任意结点开始循环遍历首尾相连成环
循环双链表每个结点含“前驱指针”和“后继指针”,表尾后继指向表头,表头前驱指向表尾可双向循环遍历首尾相连成环
优缺点补充
  • 优点
    • 插入/删除灵活(只需修改指针,无需移动元素,时间复杂度 O(1),前提是找到目标位置)。
    • 动态扩容方便(无需预分配空间,按需申请结点)。
  • 缺点
    • 不能随机存取(访问第 i 个元素需从表头遍历,时间复杂度 O(n))。
    • 存储密度低(指针域占用额外空间)。
典型应用场景
  • 频繁插入/删除、元素数量动态变化的场景(如链表式队列、栈、邻接表存储图)。

三、顺序表与链表的核心区别

对比维度顺序表链表
物理存储地址连续地址不一定连续
访问方式随机存取(下标)顺序存取(遍历指针)
插入/删除效率平均 O(n)(需移动元素)平均 O(1)(只需修改指针)
空间利用率高(无指针开销)低(有指针开销)
适用操作类型多查询,少增删多增删,少查询

通过以上对比可以看出,两种存储结构各有侧重,实际开发中需根据具体业务场景(如操作频率、数据规模)选择合适的方式。例如,ArrayList(Java)底层是顺序表,LinkedList 底层是双向链表,正是基于这些特性设计的。

顺序存储和链式存储在执行一次插入操作时,核心差异体现在 “是否需要整体搬移元素” 以及 “所需时间复杂度” 两个方面:

比较维度顺序存储(数组)链式存储(链表)
插入前的准备必须先检查是否已满(需要扩容则还要申请一块更大的连续空间并整体复制原数据)。只要系统还有可用内存,随时可插入,无需整体搬迁。
插入过程在指定位置插入前,需要把该位置之后的所有元素整体向后移动一位。只需修改少量指针:让新结点指向后继,让前驱指向新结点。
时间复杂度O(n) —— 最坏要移动 n 个元素。O(1) —— 若已定位到插入位置,仅需常数次指针修改;若需先查找位置,则查找为 O(n),但插入本身仍是 O(1)。
额外空间可能需要整块重新分配,浪费或复制大量已有元素。每次插入只需额外申请一个结点,不会产生整块搬迁。

一句话总结:
顺序存储插入是“搬家式”的批量移动,链式存储插入是“插针式”的指针调整。

返回图片

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

Bol5261

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值