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。

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。

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。

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.

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。