数据结构

顺序表

顺序表是在计算机内存中以数组的形式保存的线性表,是指用一组地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构,使得线性表中在逻辑结构上相邻的数据元素存储在相邻的物理存储单元中,即通过数据元素物理存储的相邻关系来反映数据元素之间逻辑上的相邻关系。

--来自维基百科

链表

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数据结构中常用的一种数据结构,优缺点相对于顺序表都很明显:

在计算机科学中,链表(Linked list)是一种常见的基础数据结构,是一种线性表,但是并不会按线性的顺序存储数据,而是在每一个节点里存到下一个节点的指针(Pointer)。由于不必须按顺序存储,链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度,比另一种线性表顺序表快得多,但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间,而顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。

--来自维基百科

优缺点以及时间复杂度

  • 优点: 使用链表结构可以克服数组链表需要预先知道数据大小的缺点,链表结构可以充分利用计算机内存空间,实现灵活的内存动态管理。
  • 缺点: 链表失去了数组随机读取的优点,同时链表由于增加了结点的指针域,空间开销比较大。

解决不同类型的问题,顺序表和链表对应的时间复杂度也不同。

根据顺序表和链表在存储结构上的差异,问题类型主要分为以下 2 类:

  • 问题中主要涉及访问元素的操作,元素的插入、删除和移动操作极少;
  • 问题中主要涉及元素的插入、删除和移动,访问元素的需求很少;

第 1 类问题适合使用顺序表。这是因为,顺序表中存储的元素可以使用数组下标直接访问,无需遍历整个表,因此使用顺序表访问元素的时间复杂度为 O(1);而在链表中访问数据元素,需要从表头依次遍历,直到找到指定节点,花费的时间复杂度为 O(n);

第 2 类问题则适合使用链表。链表中数据元素之间的逻辑关系靠的是节点之间的指针,当需要在链表中某处插入或删除节点时,只需改变相应节点的指针指向即可,无需大量移动元素,因此链表中插入、删除或移动数据所耗费的时间复杂度为 O(1);而顺序表中,插入、删除和移动数据可能会牵涉到大量元素的整体移动,因此时间复杂度至少为 O(n);

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