数据结构面试题

1.数组与链表的区别与优缺点分别是什么？

•数组优点：索引访问速度快（O(1)复杂度），适合于快速随机访问。

•数组缺点：插入和删除元素效率较低（需要移动后续元素，平均复杂度O(n)）；大小固定，扩容成本高。

•链表优点：插入和删除元素效率较高（只需要修改指针，平均复杂度O(1)），空间利用率相对灵活。

•链表缺点：无法进行高效的随机访问（访问某一位置需要从头开始遍历，平均复杂度O(n)）。

数组与链表的增删改查操作在不同数据结构中有不同的实现方式，下面分别给出数组与单链表的基础操作实现示例（以C++为例）：

数组的操作：

#include <iostream>
using namespace std;

const int MAX_SIZE = 100; // 假设数组的最大容量为100
int arr[MAX_SIZE];
int size = 0; // 记录数组中元素的实际数量

// 增加操作（数组末尾添加元素）
void arrayAppend(int value) {
    if (size < MAX_SIZE) {
        arr[size++] = value;
    } else {
        cout << "数组已满，无法添加新元素！\n";
    }
}

// 删除操作（假设数组是动态有序数组，删除指定值的元素）
bool arrayRemove(int value) {
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        if (arr[i] == value) {
            for (int j = i; j < size - 1; ++j) {
                arr[j] = arr[j + 1]; // 移动元素
            }
            --size;
            return true;
        }
    }
    return false; // 如果没找到值，则返回false
}

// 修改操作（更改指定索引处的元素值）
void arrayUpdate(int index, int newValue) {
    if (index >= 0 && index < size) {
        arr[index] = newValue;
    } else {
        cout << "索引越界，无法修改元素！\n";
    }
}

// 查找操作（查找并返回指定值的索引）
int arrayFind(int value) {
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        if (arr[i] == value) {
            return i;
        }
    }
    return -1; // 如果没找到值，则返回-1
}

// 示例：
void runArrayOps() {
    arrayAppend(5);
    arrayAppend(10);
    arrayAppend(15);

    cout << "查找元素10的索引：" << arrayFind(10) << endl;

    arrayUpdate(1, 12); // 将索引1处的元素改为12

    arrayRemove(12); // 删除值为12的元素
}

int main() {
    runArrayOps();
    return 0;
}

单链表的操作：

#include <iostream>
using namespace std;

struct ListNode {
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};

class LinkedList {
private:
    ListNode* head;

public:
    LinkedList() : head(nullptr) {}

    // 增加操作（链表末尾添加元素）
    void listAppend(int value) {
        ListNode* newNode = new ListNode(value);
        if (!head)