Java面向?qū)ο蠡A(chǔ)知識之?dāng)?shù)組和鏈表
數(shù)組的優(yōu)點:
- 隨機訪問性強
- 查找速度快
- 數(shù)組要求是一塊連續(xù)的內(nèi)存空間來存儲,這就要求在物理上這一片空間是連續(xù)的,每個元素都有指定的索引index指向內(nèi)存地址,因此查詢對時候,可根據(jù)index快速找到對應(yīng)地址存儲的信息,此為查詢快.
數(shù)組的缺點:
- 插入和刪除效率低
- 數(shù)組進行增刪的時候,就必須將目標位置后的所有元素都整體移動,因此就比較耗時,此為增刪慢.
- 可能浪費內(nèi)存
- 內(nèi)存空間要求高,必須有足夠的連續(xù)內(nèi)存空間。
- 數(shù)組大小固定,不能動態(tài)拓展
鏈表的優(yōu)點:
- 插入刪除速度快
- 鏈表在物理上是動態(tài)地分配儲存空間,不要求連續(xù)性,但是要求邏輯上的連續(xù)。它需要存儲每個元素在內(nèi)存中的地址,以及它相鄰元素的地址,然后像鏈條一樣把各元素鏈起來,保證了在邏輯上的連續(xù)性。
- 鏈表在物理上是動態(tài)地分配儲存空間,不要求連續(xù)性,但是要求邏輯上的連續(xù)。它需要存儲每個元素在內(nèi)存中的地址,以及它相鄰元素的地址,然后像鏈條一樣把各元素鏈起來,保證了在邏輯上的連續(xù)性。
比如:
單鏈表,每個元素除了存儲本身的值外,還存儲了前驅(qū)的引用,也就是存儲了前驅(qū)所在的內(nèi)存地址信息。
雙鏈表就是不僅存儲了前驅(qū)的引用還存儲了后繼的引用.
- 增加元素的時候,只需給增加元素添加其前元素或后元素的地址;刪除元素的時候,修改目標元素前驅(qū)和后驅(qū)的首位連接地址. 故此為增刪快。
- 內(nèi)存利用率高,不會浪費內(nèi)存大小沒有固定,拓展很靈活。
鏈表的缺點:
- 不能隨機查找,必須從第一個開始遍歷,查找效率低
- 由于沒有像數(shù)組那樣的索引,因此,查詢的時候需要遍歷整個鏈表所有元素的內(nèi)存地址,然后才能確定目標元素,此為查詢慢。
內(nèi)存中的存儲形式可以分為連續(xù)存儲和離散存儲兩種。因此,數(shù)據(jù)的物理存儲結(jié)構(gòu)就有連續(xù)存儲和離散存儲兩種,它們對應(yīng)了我們通常所說的數(shù)組和鏈表。
因為數(shù)組是連續(xù)存儲的,在操作數(shù)組中的數(shù)據(jù)時就可以根據(jù)離首地址的偏移量直接存取相應(yīng)位置上的數(shù)據(jù),但是如果要在數(shù)據(jù)組中任意位置上插入一個元素,就需要先把后面的元素集體向后移一位為其空出存儲空間。
與之相反,鏈表是離散存儲的,所以在插入一個數(shù)據(jù)時只要申請一片新空間,然后將其中的連接關(guān)系做一個修改就可以,但是顯然在鏈表上查找一個數(shù)據(jù)時就要逐個遍歷了。
考慮以上的總結(jié)可見,數(shù)組和鏈表各有優(yōu)缺點。在具體使用時要根據(jù)具體情況選擇。當(dāng)查找數(shù)據(jù)操作比較多時最好用數(shù)組;當(dāng)對數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)進行添加或刪除比較多時最好選擇鏈表。
數(shù)組就像身上編了號站成一排的人,要找第10個人很容易,根據(jù)人身上的編號很快就能找到。但插入、刪除慢,要望某個位置插入或刪除一個人時,后面的人身上的編號都要變。當(dāng)然,加入或刪除的人始終末尾的也快
鏈表就像手牽著手站成一圈的人,要找第10個人不容易,必須從第一個人一個個數(shù)過去。但插入、刪除快。插入時只要解開兩個人的手,并重新牽上新加進來的人的手就可以。刪除一樣的道理。
總結(jié):
- 數(shù)組靜態(tài)分配內(nèi)存,鏈表動態(tài)分配內(nèi)存;
- 數(shù)組在內(nèi)存中連續(xù),鏈表不連續(xù);
- 數(shù)組元素在棧區(qū),鏈表元素在堆區(qū);
- 數(shù)組利用下標定位,時間復(fù)雜度為O(1),鏈表定位元素時間復(fù)雜度O(n);
- 數(shù)組插入或刪除元素的時間復(fù)雜度O(n),鏈表的時間復(fù)雜度O(1);
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