数据结构和算法（3）：线性表的基本特性

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线性表的定义

线性表的两种存储结构

顺序存储方式

链式存储方式

 顺序存储和链式存储两种方式的相关比较

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线性表的定义

线性表（List）：零个或多个数据元素的有限序列。首先它是一个序列。元素之间是有顺序的。 若元素存在多个，则第一个元素无前驱，最后一个元素无后继，其他每个元素都有且只有一个前驱和后继。数据元素之间的关系是一对一的关系。其次，线性表强调是有限的。线性表元素的个数n（n≥0）定义为线性表的长度，当n=0时，成为空表。

线性表的两种存储结构

顺序存储方式

线性表的顺序存储结构，指的是用一段地址连续的存储单元以此存储线性表的数据元素。也被称作“静态数据结构（Static Data Structure）”，它在编译时就给相关的变量分配好内存空间。例如数组类型就是一种典型的静态数据结构。

	优点	缺点
顺序存储	1.无须为表示表中元素之间的逻辑关系而增加额外的存储空间。 2.可以快速地存储表中任一位置的元素。	1.插入和删除操作需要移动大量元素。 2.当线性表长度变化较大时，难以确定存储空间的容量。 3.造成存储空间的“碎片”。

链式存储方式

为了解决顺序存储在插入和删除时需要移动大量元素的缺点，于是就有了链式存储方式。

它使用不连续的内存空间存储具有线性表特性的数据。也被称作“动态数据结构（Dynamic Data Structure）”，它的基本精神就是：让内存的使用根据弹性，可在程序执行期间根据用户的设置与需求，适当给变量分配所需要的内存空间。

在顺序存储结构中，每个数据元素只需要存数据元素信息就可以了。但在链式存储结构中，除了要存数据元素信息之外，还要存储它的后继元素的存储地址。我们把存储数据元素信息的域成为数据域，把存储直接后继位置的域成为指针域（C、C++的指针）。指针域中存储的信息被称做指针或链。这两部分信息组成数据元素的存储映像，成为节点（Node）。n个节点链结成一个链表，即为线性表的链式存储结构。

	优点	缺点
链式存储	1.数据的插入和删除都相对方便，不需要移动大量数据。 2.因为动态数据结构的内存分配是在程序执行时才进行分配的，所以不需要事先声明，这样能充分节省内存。	1.设计数据结构时比较麻烦。 2.在查找数据时，也无法像静态数据一样随机读取，必须按顺序找到该数据为止。

 顺序存储和链式存储两种方式的相关比较

	顺序存储（静态分配内存）	链式存储（动态分配内存）
内存分配	编译阶段	运行阶段
内存释放	不需要释放，程序结束时自动归还给系统	程序结束前必须释放分配的内存空间，否则造成内存“泄露”(Memory Leak)
程序运行性能	较高。（程序编译阶段已确定所需分配的内存容量）。	较低。（因为所需内存要到程序执行时才能分配）
指针遗失	没有此问题	若指向动态分配空间的指针在未释放该地址空间之前，又指向了别的内存空间时，则原本所指向的内存空间将无法被释放，而造成内存“泄露”。