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  • 当静态链表采用数组实现时
    2021-10-10 10:49:10

    线性表的链式存储结构与顺序存储结构(链表和数组)的区别及优缺点

    参照《大话数据结构》整理:

    顺序存储结构:

    优点:

    • 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
    • 可以快速的存取表中任一位置的元素 O(1)

    缺点:

    • 插入和删除操作需要移动大量元素 O(n)
    • 当线性表长度变化较大时,难以确定存储空间的容量
    • 造成存储空间的“碎片”

    二者对比

    存储分配方式
    顺序存储结构用一段连续的存储单元依次存储线性表的数据元素
    单链表采用链式存储结构,用一组任意的存储单元存放线性表的元素
    时间性能查找插入和删除
    顺序存储结构O(1)需要平均移动表长一半的元素 O(n)
    单链表O(n)在找出某位置的指针后,插入和删除的时间复杂度为 O(1)
    空间性能
    顺序存储结构需要预分配存储空间,分大了->浪费,分小了->易发生上溢
    单链表不需要分配存储空间,只要有就可以分配,元素个数也不受限制

    适用场景:

    • 数组: 元素个数变化不太大,需要频繁查找(存取),很少进行插入和删除操作时。
    • 链表: 元素个数变化较大或者根本不知道有多大时,插入或删除数据频繁,


    之前整理的,与前文意思相同,但上文更精炼 -> 以下可不看

    ​ 区别:
    ​ (1)内存:数组静态分布内存,链表动态分布内存;
    ​ 数组在内存中是连续的,链表不连续;
    ​ (2)复杂度:
    ​ ①查找时:
    ​ 数组利用索引定位,查找的时间复杂度是O(1),
    ​ 链表通过遍历定位元素,查找的时间复杂度是O(n);
    ​ ② 插入和删除:
    ​ 数组插入和删除要移动其他元素, 时间复杂度是O(n),
    ​ 链表的插入和删除不需要移动其他元素, 时间复杂度是O(1);
    数组的优缺点:
    ​ (1)优点:
    ​ 复杂度: 随机访问性比较强,可以通过下标进行快速定位。查找速度快
    ​ (2)缺点:
    ​ 内存: ①会造成内存的浪费. 因为内存是连续的,所以在创建数组的时候必须规定其大小,如果不合适,就会造成内存的浪费。
    ​ ②内存空间要求高. 创建一个数组,必须要有足够的连续内存空间。
    ​ ③数组的大小是固定的,在创建数组的时候就已经规定好,不能动态拓展, 如果要扩容, 需要重新分配一块更大的空间, 再把所有数据全部复制过去.
    ​ 复杂度: ④插入和删除的效率低,需要移动其他元素。
    链表的优缺点:
    ​ (1)优点:
    ​ 内存: ①内存利用率高,不会浪费内存,可以使用内存中细小的不连续的空间,只有在需要的时候才去创建空间。大小不固定,拓展很灵活。
    ​ 复杂度: ②插入和删除的效率高,只需要改变指针的指向就可以进行插入和删除。
    ​ (2)缺点:
    ​ 内存: ①由于每个元素必须存储指向前后元素位置的指针, 会消耗相对更多的存储空间.
    ​ 复杂度: ②查找的效率低,因为链表是从第一个节点向后遍历查找。

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  • 数组实现静态链表

    2021-03-12 15:54:57
    1、静态链表是用类似于数组方法实现的,是顺序的存储结构,在物理地址上是连续的,而且需要预先分配地址空间大小。所以静态链表的初始长度一般是固定的,在做插入和删除操作不需要移动元素,仅需修改指针。 2、...

    萌新学习静态链表的笔记:

    静态链表和动态链表是线性表链式存储结构的两种不同的表示方式。

    1、静态链表是用类似于数组方法实现的,是顺序的存储结构,在物理地址上是连续的,而且需要预先分配地址空间大小。所以静态链表的初始长度一般是固定的,在做插入和删除操作时不需要移动元素,仅需修改指针。

    2、动态链表是用内存申请函数(malloc/new)动态申请内存的,所以在链表的长度上没有限制。动态链表因为是动态申请内存的,所以每个节点的物理地址不连续,要通过指针来顺序访问。

    而在算法题中经常使用静态链表而不是动态,因为动态的new使用的时间太长了,

    而用数组实现静态链表的操作如下:

    先熟悉一下基础知识:
    链表的结构:

    struct  node{
    	int val;            //数据域内容(最简单的数据)。数据域
    	int length;			//有时候会用长度来计算有多少个节点。 
    	struct  node *next;//指向下一个节点。
    };
    

    静态链表不需要开辟新的节点;
    而用数组来实现静态链表,不仅仅可以更好的熟悉链表的内容,还可以用更简
    单的方式来表达链表,而虽然简单的结构却五脏俱全。
    用代码来实现:
    1.初始化

    void init()       /*初始化变量*/
    {
         head=-1;   //头节点指向空节点,所以为-1。
         idx=0;     //存储已经用到了哪个点(index)
    }
    

    再来与之对应结构体的链表内容:
    1.数据域的数据值:e[i];
    2.指向下一个节点的地址:ne[i];具体的含义:第i个点的next是多少

    接下来就是链表的实现操作了:
    2.头结点的插入:
    在头节点后插入一个值为x的点

    void addh(int x)
    {
        e[idx]=x;
        ne[idx]=head;
        head=idx;
        idx++;
        //可以简化成head=idx++;
    }
    

    插入操作的代码解释:
    e[idx]=x; ————将要插入的值赋值;
    ne[idx]=head; ————先要进行的操作:将idx(要插入的点)的next指向头节点的下一个节点;
    head=idx; ————头节点的next指向idx(插入的点);
    idx++; ————插入点个数加一;
    3.普通的插入操作了:
    在坐标为k的点后插入一个值为x的点

    void add(int k,int x)     //插入下标是k这个点的后面
    {
        e[idx]=x;
        ne[idx]=ne[k];
        ne[k]=idx;
        idx++;
    }
    

    代码解释:
    e[idx]=x; ————将要插入的值赋值;
    ne[idx]=ne[k]; ————将第idx(要插入的)元素的next指向第k个元素的next;
    ne[k]=idx;————将k元素的next指向idx;
    idx++; ————插入点个数加一;
    4.删除:

    void sc (int k)         
    {
        ne[k]=ne[ne[k]];
    }
    

    删除在坐标为k的下一个节点,看情况idx要不要变,因为静态链表没有专门计算节点长度的length,如果有那么length–,这里就当他不存在。
    代码解释:
    将k的next 指向 k的next的next;
    代码看过了,接下来就是题目了:
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    #include<iostream>
    using namespace std;
    const int N=10010;
    int head,idx;
    int e[N],ne[N];
    //首先定义几个变量;
    //1.头节点,head 坐标为-1;
    void /*初始化变量*/csh()
    {
         head=-1;
         idx=0;     //存储已经用到了哪个点?
    }
    //***   2.再就是头节点之后的节点,用e[i]来表示,含义是第i个点的值;
    //***     (1).ne[i]指的第i个点的next的指针是多少;
    //***     (2).注意使用坐标来连接两个节点的位置 ex:ne[idx]=head,head=idx;
    void addh(int x)
    {
        e[idx]=x;
        ne[idx]=head;
        head=idx;
        idx++;
    }
    void add(int k,int x)//插入下标是k这个点的后面
    {
        e[idx]=x;
        ne[idx]=ne[k];
        ne[k]=idx;
        idx++;
    }
    void sc (int k)         //删除在坐标为k的下一个节点,看情况idx要不要变,因为静态链表没有专门计算节点长度的length,如果有那么length--,这里就当他不存在。
    {
        ne[k]=ne[ne[k]];
    }
    
    int main()
    {
        int m;
        cin>>m;
        csh();
        while(m--)
        {
            int k,x;
            char ch;
            cin>>ch;
            if(ch=='H')
            {
                cin>>x;
                addh(x);
            }
            else if(ch=='D')
            {
                cin>>k;
                if(!k)head =ne[head];//判断条件不可少注意边界值
                sc(k-1);
            }
            else if(ch=='I')
            {
                cin>>k>>x;
                add(k-1,x);
            }
    
        }
        for(int i=head;i!=-1;i=ne[i])
            printf("%d ",e[i]);
    
    
    }
    

    有几个需要注意的点:
    在进行链表操作时记得初始化;
    第k个输入的元素值为k-1;
    双向链表也是一样的:
    代码如下:

    
    #include<iostream>
    using namespace std;
    const int N=100000;
    int idx,l[N],r[N],e[N];
    void csh()
    {
        r[0]=1;
        l[1]=0;
        idx=2;//已经占用了两个点且不需要头节点。
    }
    void add(int k,int x)//在第k个元素后插入一个元素
    {
      e[idx]=x;
      r[idx]=r[k];
      l[idx]=k;
      l[r[k]]=idx;//与下一步的顺序不可以反;记得从后往前考虑
      r[k]=idx;
    
    }
    void sc(int k)
    {
        l[r[k]]=l[k];
        r[r[k]]=r[k];
    }
    int main()
    {
        ios::sync_with_stdio(false);
        cin >> m;
        csh();
         while(m--)
    {
        int k,x;
        string op;
        if(op=="R")
            {
                cin >> x;
                add(l[1], x); //!   0和 1 只是代表 头和尾  所以   最右边插入 只要在  指向 1的 那个点的右边插入就可以了
            }
            else if(op=="L")//! 同理  最左边插入就是 在指向 0的数的左边插入就可以了   也就是可以直接在 0的 有右边插入
            {
                cin >> x;
                add(0, x);
            }
            else if(op=="D")
            {
                cin >> k;
                sc(k + 1);
            }
            else if(op=="IL")
            {
                cin >> k >> x;
                add(l[k + 1], x);
            }
            else
            {
                cin >> k >> x;
                add(k + 1, x);
            }
    
    }
    for(int i = r[0]; i != 1; i = r[i]) cout << e[i] << ' ';
    }
    

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    交换的时候记得注意顺序即可,最好是从后往前进行交换指向;

    展开全文
  • 数组是申请的一块连续的内存空间,并且是在编译阶段就要确定空间大小的,同时在运行阶段是不允许改变的,所以它不能够随着需要的改变而增加或减少空间大小,所以数据量大的时候,有可能超出了已申请好的数组上限,...

    1.链表与数组的区别

    2.链表的创建以及链表的静态添加

    3.链表的动态添加(头插法)

    1.链表与数组的区别:

    谈到链表与数组的区别,可以从几个不同的角度来谈,

    首先从逻辑结构上说,两者都是数据结构的一种,但存在区别,

    数组是申请的一块连续的内存空间,并且是在编译阶段就要确定空间大小的,同时在运行阶段是不允许改变的,所以它不能够随着需要的改变而增加或减少空间大小,所以当数据量大的时候,有可能超出了已申请好的数组上限,产生数据越界,或者是数据量很小,对于没有使用的数组空间,造成内存浪费。

    链表则是动态申请的内存空间,并不像数组一样需要事先申请好大小,链表是现用现申请就OK,根据需求动态的申请或删除内存空间,对于的是增加或删除数据,所以比数组要灵活。

    再从物理存储即内存分配上分析,

    数组是连续的内存,对于访问数据,可以通过下标直接读取,时间复杂度为O(1),而添加删除数据就比较麻烦,需要移动操作数所在位置后的所有数据,时间复杂度为O(N)。

    链表是物理上非连续的内存空间,对于访问数据,需要从头便利整个链表直到找到要访问的数据,没有数组有效,但是在添加和删除数据方面,只需要知道操作位置的指针,很方便可以实现增删,教数组比较灵活有效率。

    所以综合以上,对于快速访问数据,不经常有添加删除操作的时候选择数组实现,而对于经常添加删除数据,对于访问没有很高要求的时候选择链表。

    2.链表的创建以及链表的静态添加:
    来看看一个链表是怎么生成的以及它的静态添加代码:

    #include<stdio.h>
    
    
    struct Link
    {
            int a;
    
            char c;
    
            struct Link *next;//在结构体中加入一个指针,为生成一个链表做准备
    };
    
    
    int main()
    {
            struct Link t1 = {100,'a',NULL};
            								//静态给两个结构体赋值
            struct Link t2 = {200,'b',NULL};
    
            t1.next = &t2;//将结构体1中的指针指向结构体2,这样一个简易链表就产生了
    
            printf("use t1 go to input t2\n");
    
            printf("t1:%d %c t2:%d %c\n",t1.a,t1.c,(t1.next)->a,(t1.next)->c);
    
            return 0;
    }
    
    

    在这里插入图片描述
    可以看到,通过结构体t1输出了t2中的值,这就是一个链表,将结构体t1和t2关联了起来

    然后我们再来看看链表的遍历:

    #include<stdio.h>
    
    
    struct Link
    {
            int a;
    
            char c;
    
            struct Link *next;
    };
    
    
    void printLink(struct Link *p)//不直接用t1来访问t2,而是通过指针的移动来遍历链表,从而输出两个结构体中的数据
    {
            while(p != NULL){
                    printf("%d %c\n",p->a,p->c);
                    p = p->next;
            }
    }
    
    int main()
    {
            struct Link t1 = {100,'a',NULL};
    
            struct Link t2 = {200,'b',NULL};
    
            t1.next = &t2;
    
            printLink(&t1);
    
            return 0;
    }
    
    

    在这里插入图片描述
    通过这种方式也能实现对链表中数据的访问,毫无疑问,这种方式更为的简洁,尤其是当链表中元素很多的时候,采用这种遍历的方法尤为的重要。

    3链表的动态添加(头插法):
    静态添加显得有些呆滞,大部分时候我们还是需要动态输入数据,因为这里来介绍一种动态添加的方法即头插法.

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    
    struct Link
    {
            int a;
    
            char c;
    
            struct Link *next;
    };
    
    
    void printLink(struct Link *p)//将头插法后的链表中的数据以遍历的方式打印出来
    {
            while(p != NULL){
                    printf("%d %c\n",p->a,p->c);
                    p = p->next;
            }
    }
    
    
    struct Link* insertFromHead(struct Link *p)//封装的头插法函数
    {
            struct Link *new;
    
            while(1){
                    new = (struct Link*)malloc(sizeof(struct Link));
    
                    printf("plaese input number and letter\n");
    
                    scanf("%d",&new->a);
    
                    getchar();//吸收scanf中的回车
    
     				scanf("%c",&new->c);
    
                    if(new->a<=0){	
                            printf("You input a error data\n");
                            return p;
                    }								//以用户输入小于零的数来终止头插法,大家也可以根据自己的习惯来设计
    
                    if(p == NULL){
                            p = new;
                    }else{
                            new->next = p;
                            p = new;
                    }
            }
            return p;
    }
    
    int main()
    {
            struct Link *head = NULL;
    
            head = insertFromHead(head);
    
            printLink(head);
    
            return 0;
    }
                                                               
    

    在这里插入图片描述
    可以看到当我输入0的时候,程序自动终止了,并且先输入的数据排在链表的后面,这也体现了头插法的特点,好了,关于链表的介绍就到这里了,希望能对学习链表的你们有所帮助。

    展开全文
  • 链表数组的区别

    千次阅读 2017-04-10 10:36:10
     首先分别介绍一下链表数组。 链表的特性是在中间任意位置添加删除元素的都非常的快,不需要移动其它的元素。通常链表每一个元素都要保存一个指向下一个元素的指针(单链表)。双链表的话每个元素即要保存到下一...
             链表和数组都可用来存放指定的数据类型。 
             首先分别介绍一下链表和数组。 
             链表的特性是在中间任意位置添加删除元素的都非常的快,不需要移动其它的元素。通常链表每一个元素都要保存一个指向下一个元素的指针(单链表)。双链表的话每个元素即要保存到下一个元素的指针,还要保存一个上一个元素的指针。循环链表则把最后一个元素中保存下一个元素指针指向第一个元素。   
            数组是一组具有相同类型和名称的变量的集合。这些变量称为数组的元素,每个数组元素都有一个编号,这个编号叫做下标,我们可以通过下标来区别这些元素。数组元素的个数有时也称之为数组的长度。  
            数组是将元素在内存中连续存放,由于每个元素占用内存相同,所以你可以通过下标迅速访问数组中任何元素。但是如果你要在数组中增加一个元素,你需要移动大量元素,在内存中空出一个元素的空间,然后将要增加的元素放在其中。同样的道理,如果你想删除一个元素,你同样需要移动大量元素去填掉被移动的元素。 
    链表恰好相反,链表中的元素在内存中不是顺序存储的,而是通过存在元素中的指针联系到一起。比如:上一个元素有个指针指到下一个元素,以此类推,直到最后一个元素。如果你要访问链表中一个元素,你需要从第一个元素开始,一直找到你需要的元素位置。但是增加和删除一个元素对于链表数据结构就非常简单了, 只要修改元素中的指针就可以了。 
    从上面的比较你可以看出,如果你的应用需要快速访问数据,很少或不插入和删除元素,你就应该用数组;相反, 如果你的应用需要经常插入和删除元素你就需要用链表数据结构了。然后你自己可以想一想什么样的应用用链表合适。
            C++语言中可以用数组处理一组数据类型相同的数据,但不允许动态定义数组的大小,即在使用数组之前必须确定数组的大小。而在实际应用中,用户使用数组之前有时无法准确确定数组的大小,只能将数组定义成足够大小,这样数组中有些空间可能不被使用,从而造成内存空间的浪费。
      链表是一种常见的数据组织形式,它采用动态分配内存的形式实现。需要时可以用new分配内存空间,不需要时用delete将已分配的空间释放,不会造成内存空间的浪费。

    从逻辑结构来看 

    A-1. 数组必须事先定义固定的长度(元素个数),不能适应数据动态地增减的情况。当数据增加时,可能超出原先定义的元素个数,出现溢出现象;当数据减少时,造成内存浪费。数组中插入、删除数据项时,需要移动其它数据项。 
    A-2. 链表动态地进行存储分配,可以适应数据动态地增减的情况,且可以方便地插入、删除数据项。 

    从内存存储来看 

    B-1. (静态)数组从栈中分配空间, 对于程序员方便快速,但是自由度小 
    B-2. 链表从堆中分配空间, 自由度大但是申请管理比较麻烦. 

            前面说的是单向链表和静态数组,下面简单介绍一下双向链表和动态数组。 
            动态数组其实比较简单,就是一个长度可以根据实际情况改变的数组。我们如果要查找某一个动态数组中的元素,可以通过get()方法来查找,只要知道该元素下标就可以了。 
            双向链表存放的除了本来的数据外,还有其前驱和后驱结点。 

            在动态数组中,如果我们要在某一个位置添加或者删除一个元素,剩下的每个元素都要相应地往前或往后移动。如果该动态数组中的元素很多,那么,每当我们添加或删除一个元素后,需要移动的元素就非常多,因此,效率就比较低。 
            双向链表效率就高多了。如果我们要在某一个位置添加一个元素,例如,要在1,3之间插入5。本来1是指向3,3也指向1的。现在,只需要将5放到1和3之间,同时让5向前指向1,向后指向3,并且让1从3指向5,让3从1指向5就可以了。如果该链表中元素非常多,我们只需做这个操作就可以了,并不需要移动剩下的元素。 
    所以,双向链表在添加和删除元素上的效率要比动态数组高很多。java中系统同时提供了双向链表(LinkedList)和动态数组(ArrayList)两种机制。并且,Java中有一个叫ListIterator的迭代器。该迭代器不仅可以向后迭代元素,还能向前迭代,而且还有add()来在某一位置添加元素,十分方便。不过查找效率的话就反过来了,是动态数组的效率比双向链表的效率高,因为你只要提供元素的下标即可。
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    给主人留下些什么吧!~~

    随1意2o2011-09-07 15:51:09

    你最近的这些博客 貌似应该早点发表  学习的时候发表是为了复习

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空空如也

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当静态链表采用数组实现时