数据结构之顺序表和链表的比较

一 概述

线性表分为顺序存储和链式存储两种方式。

二 存取（读写）方式

顺序表可以分为顺序存取，也可以随机存取，链表只能从表头顺序存取元素。例如在第i个位置上执行存或取的操作，顺序表仅需一次访问，而链表则需从表头开始依次访问i次。

三 逻辑结构与物理结构

采用顺序存储时，逻辑上相邻的元素，对应的物理存储位置也相邻。而采用链式存储时，逻辑上相邻的元素，物理存储位置则不一定相邻，对应的逻辑关系时通过指针链接来表示的。

四 查找，插入和删除操作

对于按值查找，顺序表无序时，两者的时间复杂度均为O(n)；顺序表有序时，可采用折半查找，此时的时间复杂度为O(log2n)。

对于按序号查找，顺序表支持随机访问，时间复杂度仅为O(1)，而链表的平均时间复杂度为O(n)。顺序表的插入，删除操作，平均需要移动半个表长的元素。链表的插入，删除操作，只需修改相关结点的指针域即可。由于链表的每个结点都带有指针域，故而存储密度不够大。

五 空间分配

顺序存储在静态存储分配情形下，一旦存储空间装满就不能扩充，若再加入新元素，则会出现存储溢出。因此需要预先分配足够达到存储空间。预先分配过大，可能会导致顺序表后部大量闲置；预先分配过小，又会造成溢出。动态存储分配虽然存储空间扩充，但需要移动大量元素，导致操作效率降低，而且若内存中没有更大块的连续存储空间，则会导致分配失败。链式存储结点空间只在需要时申请分配，只能内存有空间就可以分配，操作灵活，高效。

六 实际应用中的存储结构应用

1. 基于存储的考虑

难以估计线性表的长度或存储规模时，不宜采用顺序表；链表不用事先估计存储规模，但链表的存储密度较低，显然链式存储结构的存储密度是小于1的。

2. 基于运算的考虑

在顺序表中按序号访问ai的时间复杂度为O(1)，而链表中按序号访问的时间复杂度为O(n)，因此若经常做的运算是按序号访问数据元素，则显然顺序表优于链表。

在顺序表中进行插入，删除操作时，平均移动表中一半的元素，当数据元素的信息量较大且表较长时，这一点时不应该被忽略的；在链表中进行插入，删除操作的时候，虽然也要找插入位置，但操作主要是进行比较，从这个角度考虑显然后者优于前者。

3. 基于环境的考虑

顺序表容易实现，任何高级语言中都有数组类型；链表的操作是基于指针的，相对来讲，前者实现比较简单，这也是用户考虑的一个因素。

总体而言，两种存储结构各有优点，选择哪一种实际问题的主要因素决定。通常较稳定的线性表选择顺序存储，而对于插入和删除操作较多的线性表（也就是动态性较强）的适合选择链式存储。