为什么有人想要使用链表而不是数组?

毫无疑问,编码一个链表比使用数组要多一些工作,人们可能会想知道如何才能证明这些额外的工作是合理的。

我认为在链表中插入新元素是微不足道的,但在数组中这是一个主要的任务。与将数据存储在数组中相比,使用链表存储一组数据还有其他优点吗?

这个问题不是这个问题的重复,因为另一个问题是专门问一个特定的Java类,而这个问题是关于一般数据结构的。


当前回答

A widely unappreciated argument for ArrayList and against LinkedList is that LinkedLists are uncomfortable while debugging. The time spent by maintenance developers to understand the program, e.g. to find bugs, increases and IMHO does sometimes not justify the nanoseconds in performance improvements or bytes in memory consumption in enterprise applicatons. Sometimes (well, of course it depends on the type of applications), it's better to waste a few bytes but have an application which is more maintainable or easier to understand.

例如,在Java环境中,使用Eclipse调试器,调试ArrayList将显示一个非常容易理解的结构:

arrayList   ArrayList<String>
  elementData   Object[]
    [0] Object  "Foo"
    [1] Object  "Foo"
    [2] Object  "Foo"
    [3] Object  "Foo"
    [4] Object  "Foo"
    ...

另一方面,查看LinkedList的内容并找到特定的对象变成了一个展开树的噩梦,更不用说过滤LinkedList内部信息所需的认知开销:

linkedList  LinkedList<String>
    header  LinkedList$Entry<E>
        element E
        next    LinkedList$Entry<E>
            element E   "Foo"
            next    LinkedList$Entry<E>
                element E   "Foo"
                next    LinkedList$Entry<E>
                    element E   "Foo"
                    next    LinkedList$Entry<E>
                    previous    LinkedList$Entry<E>
                    ...
                previous    LinkedList$Entry<E>
            previous    LinkedList$Entry<E>
        previous    LinkedList$Entry<E>

其他回答

在数组中,您有权限在O(1)时间内访问任何元素。所以它适用于二进制搜索、快速排序等操作。链表则适合于插入删除,因为它在O(1)时间内。两者都有优点和缺点,选择一种而不是另一种归结为您想要实现什么。

—更大的问题是,我们能有一个两者的混合体吗?类似于python和perl实现的列表。

Eric Lippert最近发表了一篇关于数组应该保守使用的原因之一的文章。

It's easier to store data of different sizes in a linked list. An array assumes every element is exactly the same size. As you mentioned, it's easier for a linked list to grow organically. An array's size needs to be known ahead of time, or re-created when it needs to grow. Shuffling a linked list is just a matter of changing what points to what. Shuffling an array is more complicated and/or takes more memory. As long as your iterations all happen in a "foreach" context, you don't lose any performance in iteration.

数组和链表之间的区别在于,数组是基于索引的数据结构,每个元素都与一个索引相关联,而链表是使用引用的数据结构,每个节点都被引用到另一个节点。在数组大小是固定的,而在链表大小是不固定的。

由于数组本质上是静态的,因此所有的操作 比如内存分配发生在编译的时候 只有。因此处理器必须在运行时投入更少的精力。