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php网站开发师,如何提高网站在搜索引擎中的排名,深圳网站制作济南,免费不收费的app目录一、先搞懂基础#xff1a;什么是线性表#xff1f;二、顺序表#xff1a;连续存储的“线性数组”1. 顺序表的核心特性2. 顺序表的核心操作#xff08;以动态顺序表为例#xff09;3. 顺序表的优缺点三、链表#xff1a;不连续存储的“指针连接表”1. 链表的核心特性…目录一、先搞懂基础什么是线性表二、顺序表连续存储的“线性数组”1. 顺序表的核心特性2. 顺序表的核心操作以动态顺序表为例3. 顺序表的优缺点三、链表不连续存储的“指针连接表”1. 链表的核心特性以单链表为例2. 链表的核心结构以单链表为例3. 链表的核心操作单链表4. 链表的优缺点四、链表与顺序表核心差异对比表五、实战选择什么时候用顺序表什么时候用链表六、总结抓住核心不用死记硬背前言在C语言的数据结构学习中链表和顺序表是线性表的两种核心实现方式也是后续学习栈、队列等复杂结构的基础。多数人会被二者的存储逻辑、操作方式绕晕其实只要抓住“存储是否连续”这个核心差异就能轻松理清它们的本质。本文会用通俗的语言简单示例带你彻底搞懂链表和顺序表。一、先搞懂基础什么是线性表在讲链表和顺序表之前我们先明确一个前提概念——线性表。线性表是由n个具有相同特性的数据元素组成的有限序列数据元素之间是“一对一”的关系除了第一个元素每个元素都有唯一的前驱除了最后一个元素每个元素都有唯一的后继比如数组[1,2,3,4]、学生信息列表学号1→学号2→学号3都是典型的线性表。而顺序表和链表本质上就是“用不同的存储方式实现线性表”顺序表靠“连续的内存空间”存储链表靠“不连续的内存节点指针连接”存储这一核心差异直接决定了它们的所有特性。二、顺序表连续存储的“线性数组”顺序表是用一段地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素其实就是我们C语言中最常用的“数组”静态数组或动态数组。比如我们定义int arr[5] {1,2,3,4,5}这段数组在内存中就是连续排列的每个元素的地址可以通过“首地址下标×元素大小”直接计算得到。1. 顺序表的核心特性存储连续所有元素紧密排列在内存中没有空隙。比如int类型元素占4字节若arr[0]的地址是0x1000那么arr[1]就是0x1004arr[2]是0x1008以此类推。支持随机访问这是顺序表最核心的优势。因为地址可计算我们可以通过下标直接访问任意位置的元素时间复杂度是O(1)。比如要访问第3个元素直接写arr[2]下标从0开始不需要遍历前面的元素。容量固定静态/ 需手动扩容动态静态顺序表比如int arr[5]的容量一开始就定死了满了之后就无法再添加元素动态顺序表比如用malloc分配内存虽然可以扩容但扩容时需要重新分配一块更大的连续内存然后把原有的元素拷贝过去这个过程比较耗时。2. 顺序表的核心操作以动态顺序表为例动态顺序表通常需要用结构体封装包含“数据存储地址、当前长度、最大容量”三个核心字段比如typedefstruct{int*data;// 存储数据的动态数组地址intlength;// 当前已存储的元素个数intcapacity;// 最大容量}SeqList;核心操作包括初始化、插入、删除、查找初始化用malloc分配一块初始容量的内存比如初始容量为4设置length0。插入操作若插入到中间位置比如下标i需要先把i位置及后面的所有元素向后移动一位腾出位置后再插入新元素最后length1。比如在[1,2,3,4]中插入5到下标2的位置需要先把3、4向后移变成[1,2,3,3,4]再把下标2的位置改成5最终得到[1,2,5,3,4]。这个操作的时间复杂度是O(n)因为最坏情况下插入到第一个位置需要移动所有元素。删除操作和插入类似若删除下标i的元素需要把i后面的所有元素向前移动一位覆盖掉要删除的元素最后length-1。时间复杂度也是O(n)。查找操作若按值查找需要从第一个元素开始遍历直到找到目标值时间复杂度O(n)若按下标查找直接访问时间复杂度O(1)。3. 顺序表的优缺点优点随机访问效率高操作简单直观适合频繁按下标访问的场景。缺点插入、删除操作效率低需移动元素动态扩容有开销且可能存在内存浪费扩容后的空间可能用不完存储元素必须是同一种类型数组特性决定。三、链表不连续存储的“指针连接表”链表是用一组任意的存储单元可以连续也可以不连续存储线性表的数据元素每个元素称为“节点”除了存储数据本身还会存储一个“指针”指向它的下一个节点单链表或前后两个节点双链表。就像一串糖葫芦每个山楂节点都用一根签子指针和下一个山楂连起来不管山楂是不是挨在一起只要签子连着就能找到下一个。1. 链表的核心特性以单链表为例存储不连续每个节点的内存地址可以是分散的不需要占用连续的内存块。比如第一个节点地址是0x1000第二个节点可能是0x2000第三个可能是0x1500只要每个节点的指针能指向正确的下一个节点即可。不支持随机访问这是链表和顺序表最大的区别。因为节点地址不连续无法通过公式计算某个节点的地址只能从“头节点”开始通过指针一步步遍历直到找到目标节点。比如要访问第3个节点必须先访问头节点→第一个节点→第二个节点→第三个节点时间复杂度O(n)。容量可动态扩展不需要提前分配固定容量只要有空闲内存就能创建新节点通过指针连接到链表中没有扩容的开销。2. 链表的核心结构以单链表为例单链表的节点结构体通常包含“数据域”和“指针域”两部分typedefstructNode{intdata;// 数据域存储节点的数据structNode*next;// 指针域指向当前节点的下一个节点}Node,*LinkList;链表通常会有一个“头节点”可以不存储数据仅用于指向第一个有效节点方便操作如果链表为空头节点的next指针为NULL。比如一个存储[1,2,3]的单链表结构头节点 → 节点1data1, next节点2 → 节点2data2, next节点3 → 节点3data3, nextNULL3. 链表的核心操作单链表初始化创建一个头节点设置头节点的next指针为NULL链表长度为0。插入操作若插入到某个节点比如节点p的后面只需要三步① 创建新节点② 新节点的next指针指向p的next节点③ p的next指针指向新节点。整个过程不需要移动其他节点时间复杂度O(1)前提是已经找到插入位置的前驱节点。比如在节点1和节点2之间插入节点5只要让节点1的next指向节点5节点5的next指向节点2即可。删除操作若删除节点p的下一个节点节点q只需要一步p的next指针指向q的next节点然后释放节点q的内存。同样不需要移动其他节点时间复杂度O(1)前提是找到前驱节点。查找操作不管是按值查找还是按位置查找都需要从表头开始遍历直到找到目标节点时间复杂度O(n)。4. 链表的优缺点优点插入、删除操作效率高无需移动元素容量动态扩展没有内存浪费可以存储不同类型的数据通过结构体扩展但C语言中通常还是同类型。缺点不支持随机访问访问效率低每个节点需要额外存储指针域占用更多内存空间操作指针时容易出现空指针、野指针问题调试难度较大。四、链表与顺序表核心差异对比表对比维度顺序表链表存储方式地址连续的存储单元地址任意的存储单元靠指针连接访问方式支持随机访问下标直接访问O(1)仅支持顺序访问遍历O(n)插入/删除效率中间插入/删除需移动元素O(n)找到前驱节点后O(1)无需移动元素内存开销无额外开销仅存储数据动态扩容可能浪费内存每个节点需存储指针有额外内存开销容量扩展静态固定容量动态需重新分配内存拷贝元素动态扩展创建新节点即可无拷贝开销适用场景频繁按下标访问、元素个数相对固定的场景频繁插入/删除、元素个数动态变化的场景五、实战选择什么时候用顺序表什么时候用链表看完上面的对比很多人会问“我到底该选哪个”其实核心看你的核心操作需求如果你的场景中“按下标访问”是核心操作比如实现一个排行榜需要频繁获取第k名的元素或者元素个数变化不大比如存储一个班级的50名学生信息优先选顺序表。如果你的场景中“插入/删除”是核心操作比如实现一个购物车需要频繁添加、删除商品或者元素个数动态变化比如存储一个系统的在线用户列表用户随时上线下线优先选链表。举两个具体例子① 实现一个“数组求和、求最大值”的功能用顺序表数组最合适因为需要频繁遍历访问顺序表访问效率更高②实现一个“通讯录管理系统”需要频繁添加、删除联系人用链表最合适因为插入删除不需要移动大量元素效率更高。六、总结抓住核心不用死记硬背其实链表和顺序表的所有差异都源于“存储是否连续”顺序表连续存储→支持随机访问→插入删除需移动元素→适合频繁访问、元素固定的场景链表不连续存储→不支持随机访问→插入删除仅需改指针→适合频繁增删、元素动态的场景。学习时建议结合C语言代码动手实现一遍先实现动态顺序表的初始化、插入、删除感受“移动元素”的开销再实现单链表的相关操作感受“指针连接”的灵活。动手实践后你对他们的理解会比单纯看书深刻1000000000000000000000000倍。