c::顺序表和链表

这节来说下顺序表和链表

【前言】：

1、什么是线性结构：n个数据元素的有序集合

    1）集合中必存在唯一的“第一个元素”

    2）集合中必存在唯一的“最后一个元素”

    3）除第一个元素外，其他的元素都只有一个后继

    4）除最后一个元素外，其他的元素都只有一个前驱

2、线性表

 1、顺序表

   1.1定义：

       把线性表中的节点按照逻辑次序存储在一组连续的地址单元中，在计算机中以数组的形式保存的线性表。

   1.2性质:

       在顺序表中每个节点的存储地址都是该节点在存储位置的线性函数，只要知道基地址和每个节点的大小，就可以找出任意一个节点。是一种随机存储结构。  

   1.3类型定义: 

  #define MAXSIZE 100 //表空间的大小可根据实际需要而定，这里假设为100  typedef int DataType;   typedef struct  SeqList{      DataType array[MAXSIZE]；//存放表结点      size_t _size；//有效元素的个数 }SeqList； 

   1.4特点

     1）存储的数据类型都相同

     2）可以在任意位置进行插入和删除

 2、链表

   1.1定义：

      用一组任意的存储单元来存储线性表的节点。它的形式是数据+指针，数据就是存储的数据元素，指针就是指向下一个数据的地址，将每一个孤立的节点链接起来

   1.2性质

      1）是一种链式存储方式

      2）链表中的节点的逻辑次序和物理次序可能不相同

   1.3类型定义

typedef struct Node{DataType data; //存储的数据struct Node* pNext; //指向下一个节点}Node；

 3、顺序表和链表的比较

     1） 空间的开辟，顺序表一般是连续的开辟一段空间，然后进行数据的增删改查，因此空间大小是固定的（静态顺序表），而链表是实时的进行节点的申请和删除，所以空间是动态的，不固定大小。（动态顺序表是为了弥补静态顺序表的缺陷，空间还可以进行扩容）

     2） 当我们不知道要存储多少数据的时候，使用顺序表会造成空间的浪费，而链表是需要一个数据才申请一个节点，比起顺序表来说能在一定程度上节省空间。但是当我们知道要存储多少数据的时候使用顺序表最好，不会造成空间的浪费，而使用单链表就会造成内存碎片。

     3）对CPU高速缓存的影响： 
    因为顺序表的空间一般是连续开辟的，而且一次会开辟存储多个元素的空间，所以在使用顺序表时，可以一次把多个数据写入高速缓存，再写入主存，顺序表的CPU高速缓存效率更高，且CPU流水线也不会总是被打断；而单链表是每需要存储一个数据才开辟一次空间，所以每个数据存储时都要单独的写入高速缓存区，再写入主存，这样就造成了，单链表CPU高速缓存效率低，且CPU流水线会经常被打断。

从这儿看，貌似顺序表要更好一些，真是如此吗？继续看下去。

     ②、时间上的比较（Time）

a. 访问随机元素的时间复杂度： 
因为顺序表的结构就像是数组一样，可以用下标来访问它的元素，所以它的元素是支持随机访问的；相比之下，单链表的数据是链式存储的，它的元素是不支持随机访问的，想要知道某个元素，只能从头结点开始遍历整个链表，知道找到了该元素为止。因此顺序表访问随机元素的时间复杂度是O（1），而单链表访问随机元素的平均时间复杂度是O（n）。

b. 随机位置插入、删除元素的时间复杂度： 
因为顺序表的元素是连续存储的，因此要在特定位置插入、删除元素需要把它之后的元素全部后移或前移一个元素的位置，时间开销很大；而单链表在插入或删除元素时，只需要改变它的前驱元素及插入或删除元素的指向即可。因此，顺序表在插入随机位置插入、删除元素的平均时间复杂度是O（n），单链表在插入随机位置插入、删除元素的时间复杂度是O（1）。

一般来说线性表（顺序表和单链表都属于线性表）的插入删除操作会被执行的频繁一些，因此，使用单链表的频率较大

【小结】：

综合上述所言，顺序表和单链表各有各的优缺点，使用哪一种会好一些要结合具体的问题而言，不能一概而论。 
比如： 
在查询操作使用的比较频繁时，使用顺序表会好一些；在插入、删除操作使用的比较频繁时，使用单链表会好一些。

我在网上看到一张还比较好的表，大家可以结合我上面的描述，进行查看。