数组和链表

Posted 2021-09-06 盖丽男

定义

数组和链表都属于“线性表”，也就是数据排列成一条线一样的结构，线性表，只有前后两个方向。

数组

数组（Array）是一种线性表数据结构。它用一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。
因为需要连续的内存空间，所以即使内存中宗空间足够大，但是只要不是连续的，数组就不能成功申请到内存。也就是说只要知道数组中第一个对象的位置，我们可以很轻易的通过偏移量来定位数组中其他数据的位置。

链表

链表是一种物理存储单元上非连续、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连接次序实现的。
链表比数组复杂一点，常用的链表有单链表，双向链表和循环链表，链表中的数据，通过指针来串联，就单链表来说，只有当前对象才知道下一个对象的位置在哪儿。也就是说，只有相邻的两个对象之间才有关系，所以我们可以通过改变指针，来轻松的在任何位置添加或者删除数据。

应用

大多数开发语言都会有数组和链表的数据结构提供使用，以下以java为例。

数组

java语言中，既直接提供了数组，比如int[]，也提供了数组的封装，比如ArrayList，对于我来说，我常用的其实是容器ArrayList，因为它封装了数组的添加，插入，删除时的细节，而且还支持动态扩容。
如果想要表示基本类型的数组，那我们只能选择数组，还有就是多维数组，其实使用数组表示更好一些，比如int[][]来表示二维数组。
Vector底层是数组。Stack底层是Vector，所以也可以看作是数组。

链表

java语言中，链表就是LinkedList，LinkedList是双向链表，也就是每个对象不仅知道自己后面是谁，还知道自己前面是谁。

变形

很多其他的数据结构，其实用数组和链表包装一下都可以实现。「队列」、「栈」这两种数据结构既可以使用链表也可以使用数组实现。用数组实现，就要处理扩容缩容的问题；用链表实现，没有这个问题，但需要更多的内存空间存储节点指针。

「图」的两种表示方法，邻接表就是链表，邻接矩阵就是二维数组。邻接矩阵判断连通性迅速，并可以进行矩阵运算解决一些问题，但是如果图比较稀疏的话很耗费空间。邻接表比较节省空间，但是很多操作的效率上肯定比不过邻接矩阵。

「散列表」就是通过散列函数把键映射到一个大数组里。而且对于解决散列冲突的方法，拉链法需要链表特性，操作简单，但需要额外的空间存储指针；线性探查法就需要数组特性，以便连续寻址，不需要指针的存储空间，但操作稍微复杂些。

「树」，用数组实现就是「堆」，因为「堆」是一个完全二叉树，用数组存储不需要节点指针，操作也比较简单；用链表实现就是很常见的那种「树」，因为不一定是完全二叉树，所以不适合用数组存储。为此，在这种链表「树」结构之上，又衍生出各种巧妙的设计，比如二叉搜索树、AVL 树、红黑树、区间树、B 树等等，以应对不同的问题。

了解 Redis 数据库的朋友可能也知道，Redis 提供列表、字符串、集合等等几种常用数据结构，但是对于每种数据结构，底层的存储方式都至少有两种，以便于根据存储数据的实际情况使用合适的存储方式。

引用

学习算法和刷题的框架思维