標籤： 單鏈表
順序表優缺點
時間複雜度
線性表
2016-03-23 23:43
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c/c++（44）
作者同類文章x
這裡比較的是是基於c語言實現的順序表與單鏈表，與其他語言的實現可能會有差異，但我相信語言是相通的，它們的實現機制應該也差不多。
1、what
什麼是順序表和單鏈表
①順序表：
順序表是在計算機記憶體中以陣列的形式儲存的線性表，是指用一組位址連續的儲存單元依次儲存資料元素的線性結構。只要確定了起始位置，表中任一元素的位址都通過下列公式得到：loc（ai）=loc（a1）+（i-1）*l 1≤i≤n 其中，l是元素占用儲存單元的長度。
②單鏈表：
單鏈表是一種鏈式訪問的資料結構，用一組位址任意的儲存單元存放線性表中的資料元素。它的資料是以結點（型別一般為結構體）來表示的，每個結點的構成：資料（型別為要儲存的資料的型別） + 指標（結構體指標），資料就是煉表裡具體要儲存的東西，指標就是用來把每個節點都連線起來，使它們形成乙個鏈狀。
鍊錶：
二者的優缺點比較
①空間上的比較（space）
a. 空間的開闢：
順序表的實現一般是實現連續開闢一段空間，然後在進行資料的增刪查改（靜態順序表），所以順序表一般是固定空間大小的；而單鏈表則是一次只開闢乙個結點的空間，用來儲存當前要儲存的資料及指向下乙個結點或null的指標，所以單鏈表的空間大小時動態變化的。（當然，順序表也可以在初始化時利用malloc函式來開闢一塊空間，每當空間不夠用時，再用realloc來把當前空間擴容成2倍，從而也能實現空間的動態變化（動態順序表））。
、 b. 空間的使用：
當我們不知道要儲存多少資料時，用順序表來開闢的空間如果太大，就會造成一定程度上的浪費，而用單鏈表是實現時，因為是每需要儲存乙個資料時，才開闢乙個空間，雖然有非資料項的指標佔空間，但相比順序表來說，浪費不是那麼明顯；反之，當我們知道儲存的資料的數量時，用順序表來開闢對應的空間大小，來儲存資料，因為順序表中每個元素的儲存密度為 1，就完全不會有浪費的空間，而用單鏈表，因為每個結點都會有非資料項得指標，那麼就會造成空間的浪費。再者，編譯器會為每個程式從記憶體上分配一段空間，給該程式使用。然而我們每次開闢空間時都是在隨機的位置開闢的，那麼使用單鏈表，就會多次的在程式分配到的這塊空間上開闢空間，因為每次都是開闢的位置都是隨機的，那麼可能會把這塊空間搞得七零八碎，出現很多小的一般使用不到的碎片空間，這樣很大程度上造成了空間的浪費，而使用順序表的話，不會經常開闢空間，這樣就減少了碎片空間的出現，那麼就一定程度上節省了空間。
c. 對cpu快取記憶體的影響：
因為順序表的空間一般是連續開闢的，而且一次會開闢儲存多個元素的空間，所以在使用順序表時，可以一次把多個資料寫入快取記憶體，再寫入主存，順序表的cpu快取記憶體效率更高，且cpu流水線也不會總是被打斷；而單鏈表是每需要儲存乙個資料才開闢一次空間，所以每個資料儲存時都要單獨的寫入快取記憶體區，再寫入主存，這樣就造成了，單鏈表cpu快取記憶體效率低，且cpu流水線會經常被打斷。
從這兒看，貌似順序表要更好一些，真是如此嗎？繼續看下去。
②時間上的比較（time）
a. 訪問隨機元素的時間複雜度：
因為順序表的結構就像是陣列一樣，可以用下標來訪問它的元素，所以它的元素是支援隨機訪問的；相比之下，單鏈表的資料是鏈式儲存的，它的元素是不支援隨機訪問的，想要知道某個元素，只能從頭結點開始遍歷整個鍊錶，知道找到了該元素為止。因此順序表訪問隨機元素的時間複雜度是o（1），而單鏈表訪問隨機元素的平均時間複雜度是o（n）。
b. 隨機位置插入、刪除元素的時間複雜度：
因為順序表的元素是連續儲存的，因此要在特定位置插入、刪除元素需要把它之後的元素全部後移或前移乙個元素的位置，時間開銷很大；而單鏈表在插入或刪除元素時，只需要改變它的前驅元素及插入或刪除元素的指向即可。因此，順序表在插入隨機位置插入、刪除元素的平均時間複雜度是o（n），單鏈表在插入隨機位置插入、刪除元素的時間複雜度是o（1）。
一般來說線性表（順序表和單鏈表都屬於線性表）的插入刪除操作會被執行的頻繁一些，因此，使用單鏈表的頻率較大。
3、summary
綜合上述所言，順序表和單鏈表各有各的優缺點，使用哪一種會好一些要結合具體的問題而言，不能一概而論。
比如：
在查詢操作使用的比較頻繁時，使用順序表會好一些；在插入、刪除操作使用的比較頻繁時，使用單鏈表會好一些。
ps：使用順序表和煉表都必須滿足每個元素占有相同大小的記憶體空間，並且這個大小是固定的
頂 1
踩 0
線性表（順序表 鍊錶）
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