数据结构与算法(一)数组、链表

数组和链表是最重要的、最基本的数据结构，它们是其它所有数据结构的基础，它们无处不在。

我们通常将数组和链表当作线性表使用，以下介绍数组和链表默认当作线性表。

1、数组

数组是应用最广泛的一种数据结构，几乎所有高级编程语言都会将数组作为基本数据类型使用，因此，数组通常不会被当做一种数据结构单独拿出来讲解。

数组是最简单的数据结构，当做学习数据结构的敲门砖，以此为基础，了解数据结构的基本概念以及构建方法。

数组实际上就是一段连续的内存，即使在物理内存中不是连续的，在逻辑上肯定是连续的。

数组可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。

2、链表

数组需要预先定义大小，无法适应数据动态地增减。数据小于定义的长度会浪费内存，数据超过预定义的长度则无法继续插入。

而链表可以动态分配内存，所以对于内存空间的利用率很高，是数组重要的替代方式。

链表是一种在物理内存上不连续，但在逻辑上连续的数据结构。

可以把链表比喻为一列火车，数据就是乘客或者货物；每个节点就是一节车厢；指针就是每节车厢的后面的钩子，用来连接后面一节车厢；头指针就是火车头，火车头里面是驾驶员，乘客不可以进入，也没有货物，驾驶员可以记录车厢数。

链表是有方向的，一般分为单向链表和双向链表。

单向链表就像地下党，只能上线找下线，不能下线找上线。单向链表一般只需要一个变量指向头指针，也可以增加一个变量指向尾指针。

双向链表就像楼梯，可以上也可以下，但是你只能一层一层的上或下，不能跨越。双向链表需要两个变量指向头指针和尾指针。

注：链表的头指针中不作为链表中一个确切的元素，这样当没有数据时，该链表仍能够存在被找到。

链表支持的基本操作

1. 初始化
2. 获取链表长度
3. 增加节点
4. 删除节点
5. 修改节点
6. 查找节点
7. 反转链表
8. 清空链表

单链表和双链表的基本操作示例图

1、初始化

2、添加节点

3、删除节点

 

总结

数组和链表是最基本的数据结构，其他数据结构大多都是基于数组和链表实现的。