数据结构：顺序表与链表的综合比较

数据结构：顺序表与链表的综合比较

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/m0_73399576/article/details/144016891

前言

数据结构中，顺序表与链表是两种常见且基础的数据存储结构，它们在存储方式、操作效率、内存管理等多个方面存在显著的差异。

一、存储方式

1. 顺序表

• 顺序表使用一段物理地址连续的存储单元依次存储数据元素，通常通过数组来实现。
• 顺序表在内存中申请一块连续的空间，通过下标来进行访问和存储。

2. 链表

• 链表则采用链式存储结构，其存储空间不一定是连续的。
• 链表中的每个节点包含一个数据域和一个或多个指针域，指针域用于指向链表中的其他节点，从而构成链式结构。
• 常见的链表类型包括单向链表、双向链表、循环链表等。

二、操作效率

1. 插入与删除操作

• 顺序表：在顺序表中插入或删除元素时，需要移动其他元素的位置以腾出空间或填补空缺，因此时间复杂度通常为O(n)（n为元素个数）。特别是在头部或中间位置插入或删除元素时，效率较低。
• 链表：在链表中插入或删除元素时，只需修改相关节点的指针域即可，无需移动其他元素。因此，链表在插入和删除操作上具有更高的效率，时间复杂度通常为O(1)（在已知插入或删除位置的情况下）。

2. 查找操作

• 顺序表：顺序表支持通过下标进行随机访问，因此查找操作的时间复杂度为O(1)。
• 链表：链表不支持通过下标进行随机访问，需要从头节点开始顺序遍历才能找到目标元素，因此查找操作的时间复杂度为O(n)。

三、内存管理

1. 空间利用率

• 顺序表：顺序表的存储空间是静态分配的（静态顺序表）或动态分配的（动态顺序表）。静态顺序表的空间利用率较低，因为需要在程序执行之前声明其规模，若线性表的长度变化较大，则可能导致空间浪费或溢出。动态顺序表虽然可以根据需要动态调整存储空间的大小，但在扩容时也会造成一定的空间浪费（如扩容后的空间未完全利用）。
• 链表：链表的空间利用率较高，因为链表按需申请空间，不会造成空间浪费。然而，链表中的指针域也会占用一定的存储空间，因此其存储密度（结点数据本身所占的存储量和整个结点结构所占的存储量之比）通常小于1。

2. 内存分配与释放

• 顺序表：顺序表在内存分配和释放上相对简单，因为通常使用数组来实现，而数组的内存分配和释放是连续的。
• 链表：链表在内存分配和释放上相对复杂，因为每个节点都需要单独申请内存空间，并且在删除节点时需要释放其占用的内存空间。此外，链表还需要处理指针的指向问题，以确保链表的完整性和正确性。

四、适用场景

1. 顺序表：顺序表适用于数据元素较少、读取操作频繁且插入和删除操作较少的场景。例如，在实现静态数组、栈等数据结构时，顺序表是一个常用的选择。

2. 链表：链表适用于数据元素较多、插入和删除操作频繁且读取操作较少的场景。例如，在实现动态数组、队列、哈希桶等数据结构时，链表通常具有更好的性能。

结语
顺序表与链表各有优劣，选择时应根据具体需求和场景来决定。在实际应用中，有时也会结合两者的优势，设计出更复杂的数据结构，如跳跃表等。