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

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。

其他回答

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。

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。

除了在列表中间进行添加和删除之外,我更喜欢链表,因为它们可以动态地增长和收缩。

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。

这实际上是一个效率问题,在链表中插入、删除或移动(而不是简单地交换)元素的开销是最小的,即操作本身是O(1),而不是O(n)。如果您大量操作数据列表,这可能会产生显著的差异。您可以根据对数据类型的操作方式选择数据类型,并为所使用的算法选择最有效的数据类型。