链表和数组的比较

前沿

我们如何把现实中大量复杂的数据保存到主存储器(内存)中呢？为了解决这个问题，我们出了数据结构的学科，专门研究----个体的存储+个体关系的存储。所以当我们要解决问题时，首先要先解决的是如何把这些问题转换成数据，先保存到我们的主存中。

线性结构

什么是线性结构呢？ 就是把所有的结点用一根直线穿起来

线性结构主要分为2种

• 连续存储【数组】

  1. 什么叫数组？

     元素类型相同，大小相等(数组传参，只有传进去首地址和长度就行)

  2. 数组的优缺点

     • 优点

       存取速度快

     • 缺点

       事先必须知道数组的长度

       插入删除元素很慢

       空间通常是有限制的

       需要大块连续的存储块

       插入删除元素的效率很低

• 离散存储【链表】

  1. 定义：

     • n个节点离散分配
     • 彼此通过指针相连
     • 每个节点只有一个前驱节点，每个节点只有一个后续节点
     • 首节点没有前驱节点，尾节点没有后续节点

数组和链表的排序

我们来看个数组和链表排序的伪代码

//数组排序
void sort_arr(struct Arr * pArr)
{
    int i, j, t;
    int len = length_list(pArr);

    for (i=0; i<len-1; ++i)
    {
        for (j=i+1; j<len; ++j)
        {
            if (pArr->pBase[i] > pArr->pBase[j])
            {
                t = pArr->pBase[i];
                pArr->pBase[i] = pArr->pBase[j];
                pArr->pBase[j] = t;
            }
        }
    }
}

//链表排序
void sort_list(struct Arr * pHead)
{
    int i, j, t;
    int len = length_list(pHead);
    struct Arr * p, q;
    
    for (i=0,p=pHead->pNext; i<len-1; ++i,p=p->pNext)
    {
        for (j=i+1,q=p->pNext; j<len; ++j,q=q->pNext)
        {
            if (p->data > q->data)  //等价于  a[i] > a[j]
            {
                t = p->data;//等价于:  t = a[i];
                p->data = q->data; //等价于:  a[i] = a[j];
                q->data = t; //等价于:  a[j] = t;
            }
        }
    }

    return;
}

在我们看来数组和链表的存储方式是不同的

数组可以有a[++i] 来指向下个元素

链表则是 p = p->next 来指向下个元素

但从广义上来说 算法说与数据的存储方式无关的，我们可以对链表进行一个封装也可以实现a[++i]指向下个元素的操作。不同的存储方式，达到操作方式是相同的。

动态分配内存

当我们要创建一个节点的时候，就需要动态来分配内存

int main(void) 
{

    int p;
    int *m = (int*)malloc(100);
}

在代码中静态变量p是在栈中分配，有操作系统自动分配和释放，而 (int*)malloc(100)执行之后将在堆中分配100字节的内存。这个操作系统并不会释放，必须要手动使用 free() 来释放内存。java 中变成垃圾内存则会自动释放，但是C和C++则不会，所以要手动释放，否则会引起内存泄露。

致谢

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