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。
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
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.
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。
两件事:
毫无疑问,编写链表比使用数组要多一些工作,他想知道如何才能证明这些额外的工作是合理的。
使用c++时不要编写链表。使用STL即可。实现的难度不应该成为选择一种数据结构而不是另一种数据结构的理由,因为大多数数据结构都已经实现了。
至于数组和链表之间的实际区别,对我来说最重要的是你计划如何使用这种结构。我将使用术语向量,因为这是c++中可调整大小的数组的术语。
对链表进行索引很慢,因为必须遍历链表才能找到给定的索引,而向量在内存中是连续的,可以使用指针数学方法到达那里。
添加到链表的末尾或开头是很容易的,因为你只需要更新一个链接,而在向量中,你可能需要调整大小并复制内容。
从列表中删除一个项目很容易,因为您只需要断开一对链接,然后将它们重新连接在一起。从向量中移除一个项目可以更快也可以更慢,这取决于您是否关心顺序。在你想要删除的项目上面交换最后一项更快,而移动它之后的所有内容较慢,但保持顺序。
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。
假设您有一个有序集,您还想通过添加和删除元素来修改它。此外,您需要能够以这样的方式保留对元素的引用,以便稍后可以获得前一个或下一个元素。例如,一本书中的待办事项列表或一组段落。
首先,我们应该注意到,如果您想在集合本身之外保留对对象的引用,那么您可能最终会将指针存储在数组中,而不是存储对象本身。否则你将无法插入到数组中-如果对象嵌入到数组中,它们将在插入期间移动,并且任何指向它们的指针都将无效。数组下标也是如此。
您的第一个问题,正如您自己所注意到的,是插入链表允许插入O(1),但数组通常需要O(n)。这个问题可以部分克服——可以创建一种数据结构,提供类似数组的按顺序访问接口,其中读和写在最坏的情况下都是对数的。
Your second, and more severe problem is that given an element finding next element is O(n). If the set was not modified you could retain the index of the element as the reference instead of the pointer thus making find-next an O(1) operation, but as it is all you have is a pointer to the object itself and no way to determine its current index in the array other than by scanning the entire "array". This is an insurmountable problem for arrays - even if you can optimized insertions, there is nothing you can do to optimize find-next type operation.
除了插入到列表中间更容易之外——从链表中间删除也比从数组中删除容易得多。
但坦率地说,我从未使用过链表。每当我需要快速插入和删除时,我也需要快速查找,所以我使用HashSet或Dictionary。