Chapter 3: 顺序表和链表

       在C语言的编程世界中，数据结构是支撑程序运行的核心框架之一。它们定义了数据的存储模式，决定了数据操作的效率和方便性。其中，链表和顺序表作为最基本的数据结构，广泛应用于各种程序设计和数据处理中。这两种数据结构各有特点，选择使用哪一种往往取决于具体的应用场景和需求。本篇文章将通过C语言来详细介绍链表和顺序表的基本概念、结构和特性，并通过实际代码演示如何在不同的情境下选择和应用这两种数据结构，使得读者能够在未来的编程实践中做出更加明智的选择。

文章目录

• 线性表
• 顺序表
• 链表
• 顺序表和链表的区别和联系
• 总结

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一、线性表

线性表（linear list）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，是连续的一条直线。但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。

二、顺序表

2.1概念及结构

顺序表是用一段物理地址连续的存储单元依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：

（1） 静态顺序表：使用定长数组存储元素。

（2）动态顺序表：使用动态开辟的数组存储。

2.2 接口实现

静态顺序表只适用于明确知道需要存多少数据的情况。静态顺序表的定长数组导致N定大了，空间开多了浪费，开少了不够用。所以现实中基本都是使用动态顺序表，根据需要动态的分配空间大小，所以下面实现动态顺序表。

typedef int SLDataType;
// 顺序表的动态存储
typedef struct SeqList
{
	SLDataType* array;  // 指向动态开辟的数组
	size_t size;       // 有效数据个数
	size_t capicity;   // 容量空间的大小
}SeqList;
// 基本增删查改接口
// 顺序表初始化
void SeqListInit(SeqList* psl);
// 检查空间，如果满了，进行增容
void CheckCapacity(SeqList* psl);
// 顺序表尾插
void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDataType x);
// 顺序表尾删
void SeqListPopBack(SeqList* psl);
// 顺序表头插
void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDataType x);
// 顺序表头删
void SeqListPopFront(SeqList* psl);
// 顺序表查找
int SeqListFind(SeqList* psl, SLDataType x);
// 顺序表在pos位置插入x
void SeqListInsert(SeqList* psl, size_t pos, SLDataType x);
// 顺序表删除pos位置的值
void SeqListErase(SeqList* psl, size_t pos);
// 顺序表销毁
void SeqListDestory(SeqList* psl);
// 顺序表打印
void SeqListPrint(SeqList* psl);

2.3 数组相关面试题

1. 原地移除数组中所有的元素val，要求时间复杂度为O(N)，空间复杂度为O(1)。. - 力扣（LeetCode）

2. 删除排序数组中的重复项。OJ链接

. - 力扣（LeetCode）

3. 合并两个有序数组。OJ链接

. - 力扣（LeetCode）

2.4 顺序表的问题及思考

问题：

1. 中间/头部的插入删除，时间复杂度为O(N)。

2. 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。

3. 增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到 200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。

思考：如何解决以上问题呢？下面给出了链表的结构来看看。

三、链表

3.1 链表的概念及结构

概念：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 。

3.2 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）单向或者双向

（2） 带头或者不带头

（3）循环或者非循环

虽然有这么多的链表的结构，但是我们实际中最常用还是两种结构：

1. 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。

2. 带头双向循环链表：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。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反而简单了。

3.3 链表的实现

// 1、无头+单向+非循环链表增删查改实现
typedef int SLTDateType;
ty