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

使用链表的唯一原因是插入元素很容易(删除也很容易)。

缺点可能是指针占用大量空间。

关于编码就更难了: 通常你不需要代码链表(或只需要一次)他们包括在内 STL 如果你还是要做的话,它就不那么复杂了。

其他回答

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。

当集合不断增加和减少时,链表尤其有用。例如,很难想象尝试使用数组实现一个Queue(添加到末尾,从前面删除)—您将花费所有时间向下移动内容。另一方面,对于链表来说,这是微不足道的。

我将添加另一个-列表可以充当纯函数式数据结构。

例如,您可以让完全不同的列表共享相同的结束部分

a = (1 2 3 4, ....)
b = (4 3 2 1 1 2 3 4 ...)
c = (3 4 ...)

例如:

b = 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> a
c = a.next.next  

不需要把a指向的数据复制到b和c中。

这就是为什么它们在函数式语言中如此受欢迎的原因,函数式语言使用不可变变量——前置和尾部操作可以自由发生,而无需复制原始数据——当您将数据视为不可变时,这是非常重要的特性。

另一个很好的原因是链表非常适合高效的多线程实现。这样做的原因是,更改往往是局部的——只影响数据结构局部部分的插入和删除的一两个指针。所以,你可以让多个线程在同一个链表上工作。更重要的是,可以使用cas类型的操作创建无锁版本,并完全避免沉重的锁。

使用链表,迭代器还可以在进行修改时遍历列表。在修改没有冲突的乐观情况下,迭代器可以在没有争用的情况下继续。

对于数组,任何修改数组大小的更改都可能需要锁定数组的很大一部分,事实上,这是在整个数组上没有全局锁的情况下完成的,因此修改会停止全局事务。

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>