顺序表
结构特点
连续存储空间:顺序表中的元素在内存中是连续存储的,这意味着每个元素的存储地址可以通过前一个元素的地址加上一个固定步长(通常是数据类型的大小)来计算。
固定大小:顺序表通常在创建时就确定了其最大容量,这意味着它是一个静态数据结构。虽然可以通过重新分配更大的内存块来扩展顺序表,但这通常涉及到复制现有元素到新的内存位置,这是一个相对昂贵的操作。
随机访问:由于元素在内存中是连续存储的,顺序表支持快速的随机访问。这意味着可以通过索引直接访问任何元素,访问时间复杂度为O(1)。
基本操作
顺序表支持一系列基本操作,包括但不限于:
插入:在顺序表的特定位置插入一个新元素。如果表已满,可能需要扩展表的大小。
删除:从顺序表中删除一个元素。删除操作通常需要移动删除点后的所有元素来填补空位。
查找:在顺序表中查找一个特定元素。查找操作可以是线性的(O(n)),也可以是二分的(如果顺序表是有序的,时间复杂度为O(log n))。
更新:修改顺序表中某个特定位置的元素。
遍历:顺序访问顺序表中的每个元素。
优缺点
优点:
快速随机访问:由于元素在内存中连续存储,可以通过索引快速访问任何元素。
简单实现:顺序表的实现相对简单,易于理解和操作。
缺点:
固定大小:顺序表的大小通常在创建时确定,扩展或缩小表的大小可能需要额外的内存操作。
空间浪费:如果顺序表的容量大于实际存储的元素数量,可能会造成内存浪费。
插入和删除效率:在顺序表的中间或开始位置插入或删除元素可能需要移动大量元素,这使得这些操作的时间复杂度为O(n)。
链表
单链表是一种常见的线性数据结构,由一系列节点组成,每个节点包含两部分:数据域和指针域。数据域存储数据,而指针域存储指向下一个节点的指针。单链表的特点是每个节点只指向下一个节点,最后一个节点的指针域通常指向一个空值(null),表示链表的结束。
结构特点
动态存储:单链表的节点可以在运行时动态地分配和释放,这使得单链表具有很好的灵活性。
非连续存储:与顺序表不同,单链表的节点不需要在内存中连续存储,每个节点可以分布在内存的任何位置。
指针域:每个节点包含一个指向下一个节点的指针,最后一个节点的指针域指向null。
头节点:单链表通常有一个头节点(head),它作为链表的起始点,头节点可能包含数据,也可能不包含。
基本操作
单链表支持以下基本操作:
创建节点:创建一个新的节点,并初始化其数据域和指针域。
插入节点:在链表的特定位置插入一个新节点。插入操作通常需要先遍历到插入位置的前一个节点。
删除节点:删除链表中的特定节点。删除操作需要找到要删除节点的前一个节点,然后调整指针。
查找节点:查找链表中具有特定值的节点。查找操作需要从头节点开始遍历链表。
更新节点:修改链表中特定节点的数据。
遍历链表:从头节点开始,顺序访问链表中的每个节点。
反转链表:将链表中的节点顺序反转。
清空链表:删除链表中的所有节点,释放内存。