顺序表与链表的区别

本文对比了顺序表和链表两种数据结构的特点、优缺点及应用场景,详细分析了它们在增删查改操作上的时间复杂度差异,并提供了选择建议。

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目录

一、顺序表和链表的比较

顺序表

优点:

缺点:

链表

优点

缺点

二、顺序表和链表的区别

1.顺序表和链表都具有增、删、查、改功能,但算法复杂度却不相同。

2、从数据元素存储的内存角度来看

三、顺序表与链表选取方案


一、顺序表和链表的比较

顺序表

顺序表的特点是逻辑上相邻数据元素,物理存储位置相邻,并且顺序表的存储空间需要预先分配,存储空间是静态分配的。
 

优点:

  • 顺序表具有按数组下标随机访问的特点。
  • 不用为表示节点间的逻辑关系而增加额外的存储开销

缺点:

  • 在顺序表中做插入、删除操作时,需要遍历数组元素,当数组元素较大时,顺序表效率低。
  • 静态分配,程序执行之前必须明确规定存储规模预先分配足够大的存储空间,估计过大,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。

链表


在链表中逻辑上相邻的数据元素,物理存储位置不一定相邻,它使用指针实现元素之间的逻辑关系。并且链表的存储空间是动态分配的。

优点

  • 插入、删除运算方便。

缺点

  • 链表不是一种随机存储结构,不能随机存取元素。
  • 要占用额外的存储空间存储元素之间的关系,存储密度降低。


 

二、顺序表和链表的区别

1.顺序表和链表都具有增、删、查、改功能,但算法复杂度却不相同。

  1. 增:
    a) 顺序表往指定位置,不覆盖的添加一个值,后面的元素要往后移动,算法复杂度为O(n);b) 链表往指定位置添加一个节点,需要从表头遍历到指定位置,算法复杂度为O(n)             注意:如果链表带有索引的节点,算法复杂度为O(1)
  2. 删:
    a) 顺序表指定位置,删除一个值时,需要将后面的值向前移动,算法复杂度为O(n);
    b) 链表指定一个位置,删除一个时,如果没有对指定节点进行索引,需要从表头遍历到指定  位置,然后将指定节点删除,算法复杂度为O(n),                                                                       注意:如果对链表指定节点做索引,删除节点的算法复杂度为O(1)。
  3. 查:
    a) 顺序表根据数组元素下标直接查询指定元素,算法复杂度为O(1)
    b) 链表需要遍历节点到指定位置,算法复杂度为O(n);                                                                 注意:如果节点指定位置节点有索引,算法复杂度为O(1).
  4. 改:修改其实就是查找修改值的位置,再对值进行修改。
    a) 顺序表的增和删表数量规模比较大时平均移动一半的元素,效率不高,算法复杂度为O(n);
    b) 对于有索引的链表,添加和删除只需要O(1)算法复杂度,效率高。因此,链表用于频繁的添加和删除数据时,有优势。

2、从数据元素存储的内存角度来看

(1)顺序表是由数组组成的线性表,数组是一组地址连续的单元存储块,分配于栈区,可以自动释放。
(2)链表是由不连续的地址节点组成的线性表,每个节点可以是一个单元的地址块或连续地址块,分配于堆区,节点必须手动释放。内存管理比较不方便。

三、顺序表与链表选取方案

(1)顺序表的存储空间是静态分配的,在程序执行之前必须明确规定它的存储规模,也就是说事先对“MaxSize”要有合适的设定,设定过大会造成存储空间的浪费,过小造成溢出。

        因此,当对线性表的长度或存储规模难以估计时,不宜采用顺序表。然而,链表的动态分配则可以克服这个缺点。链表不需要预留存储空间,也不需要知道表长如何变化,只要内存空间尚有空闲,就可以再程序运行时随时地动态分配空间,不需要时还可以动态回收。

       

(2)顺序存储是一种随机存取的结构,而链表则是一种顺序存取结构,因此它们对各种操作有完全不同的算法和时间复杂度。例如,要查找线性表中的第i个元素,对于顺序表可以直接计算出a(i)的的地址,不用去查找,其时间复杂度为0(1).而链表必须从链表头开始,依次向后查找,平均需要0(n)的时间。所以,如果经常做的运算是按序号访问数据元素,显然顺表优于链表。

       查找操作的线性表,适于选择顺序存储;而频繁做插入删除运算的线性表适宜选择链式存储。

(3)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。相对来讲前者简单些,也用户考虑的一个因素。

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