线性表：顺序表和链表的区别及优缺点

什么是线性表？

• 线性表（linear list）是数据结构的一种，一个线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列

什么是顺序表？

• 顺序表是在计算机内存中以数组的形式保存的线性表，线性表的顺序存储是指用一组地址连续的存储单元依次存储线性表中的各个元素、使得线性表中在逻辑结构上相邻的数据元素存储在相邻的物理存储单元中，即通过数据元素物理存储的相邻关系来反映数据元素之间逻辑上的相邻关系，采用顺序存储结构的线性表通常称为顺序表。顺序表是将表中的结点依次存放在计算机内存中一组地址连续的存储单元中
  

什么是链表？

• 链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。
• 节点：每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。
  
• 链表
  
  

优缺点比较

1. 空间上的比较（Space）

1. 空间的开辟：
   顺序表的实现一般是实现连续开辟一段空间，然后在进行数据的增删查改（静态顺序表），所以顺序表一般是固定空间大小的；而单链表则是一次只开辟一个结点的空间，用来存储当前要保存的数据及指向下一个结点或NULL的指针，所以单链表的空间大小是动态变化的。（当然，顺序表也可以在初始化时利用malloc函数来开辟一块空间，每当空间不够用时，再用realloc来把当前空间扩容成2倍，从而也能实现空间的动态变化（动态顺序表））
2. 空间的使用：
   当我们不知道要存储多少数据时，用顺序表来开辟的空间如果太大，就会造成一定程度上的浪费，而用单链表是实现时，因为是每需要存储一个数据时，才开辟一个空间，虽然有非数据项的指针占空间，但相比顺序表来说，浪费不是那么明显；反之，当我们知道存储的数据的数量时，用顺序表来开辟对应的空间大小，来存储数据，因为顺序表中每个元素的存储密度为 1，就完全不会有浪费的空间，而用单链表，因为每个结点都会有非数据项得指针，那么就会造成空间的浪费。再者，编译器会为每个程序从内存上分配一段空间，给该程序使用。然而我们每次开辟空间时都是在随机的位置开辟的，那么使用单链表，就会多次的在程序分配到的这块空间上开辟空间，因为每次都是开辟的位置都是随机的，那么可能会把这块空间搞得七零八碎，出现很多小的一般使用不到的碎片空间，这样很大程度上造成了空间的浪费，而使用顺序表的话，不会经常开辟空间，这样就减少了碎片空间的出现，那么就一定程度上节省了空间
   
   
3. 对CPU高速缓存的影响：
   因为顺序表的空间一般是连续开辟的，而且一次会开辟存储多个元素的空间，所以在使用顺序表时，可以一次把多个数据写入高速缓存，再写入主存，顺序表的CPU高速缓存效率更高，且CPU流水线也不会总是被打断；而单链表是每需要存储一个数据才开辟一次空间，所以每个数据存储时都要单独的写入高速缓存区，再写入主存，这样就造成了，单链表CPU高速缓存效率低，且CPU流水线会经常被打断。

2.时间上的比较

1. 访问随机元素的时间复杂度：
   因为顺序表的结构就像是数组一样，可以用下标来访问它的元素，所以它的元素是支持随机访问的；相比之下，单链表的数据是链式存储的，它的元素是不支持随机访问的，想要知道某个元素，只能从头结点开始遍历整个链表，知道找到了该元素为止。因此顺序表访问随机元素的时间复杂度是O（1），而单链表访问随机元素的平均时间复杂度是O（n）。

2. 随机位置插入、删除元素的时间复杂度：
   因为顺序表的元素是连续存储的，因此要在特定位置插入、删除元素需要把它之后的元素全部后移或前移一个元素的位置，时间开销很大；而单链表在插入或删除元素时，只需要改变它的前驱元素及插入或删除元素的指向即可。因此，顺序表在插入随机位置插入、删除元素的平均时间复杂度是O（n），单链表在插入随机位置插入、删除元素的时间复杂度是O（1）。

综合上述所言，顺序表和单链表各有各的优缺点，使用哪一种会好一些要结合具体的问题而言，不能一概而论。
比如： 在查询操作使用的比较频繁时，使用顺序表会好一些；在插入、删除操作使用的比较频繁时，使用单链表会好一些。

• PS：使用顺序表和链表都必须满足每个元素占有相同大小的内存空间，并且这个大小是固定的

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参考原文：https://blog.csdn.net/ljx_5489464/article/details/50967839