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

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。

其他回答

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>

为什么有人想要使用链表而不是数组?

这只是一个原因——如果你需要一个链表数据结构,而你所使用的编程语言不支持指针。

Arrays make sense where the exact number of items will be known, and where searching by index makes sense. For example, if I wanted to store the exact state of my video output at a given moment without compression I would probably use an array of size [1024][768]. This will provide me with exactly what I need, and a list would be much, much slower to get the value of a given pixel. In places where an array does not make sense there are generally better data types than a list to deal with data effectively.

根据你的语言,可以考虑以下一些缺点和优点:

C编程语言:当使用链表(通常是通过结构指针)时,必须特别注意不要泄漏内存。正如前面提到的,链表很容易洗牌,因为我们所做的只是改变指针,但是我们会记得释放所有的东西吗?

Java: Java具有自动垃圾收集功能,因此内存泄漏不会成为问题,但是对于高级程序员来说,隐藏了链表的实现细节。从列表中间删除节点等方法的过程比该语言的一些用户所期望的要复杂得多。

合并两个链表(特别是两个双链表)比合并两个数组快得多(假设合并是破坏性的)。前者取O(1),后者取O(n)。

编辑:澄清一下,我在这里指的是无序意义上的“合并”,而不是归并排序。也许"串联"这个词更合适。