算法和数据结构——数组和链表

线性表：数据排成像一条线一样的结构。每个线性表上的数据最多只有前和后两个方向。有数组、链表、队列、栈等        非线性表：二叉树、堆、图等。

数组和链表的区别：链表适合插入、删除，时间复杂度为O(1)，随机访问的时间复杂度是O(n)。数组适合查找，因为数组支持随机访问，根据下标随机访问查找的时间复杂度为O(1)，插入删除时间复杂度是O(n)

数组是一种线性表数据结构。它用一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。

数组适合查找，不是因为查找的时间复杂度是O(1),排好序的数组用二分查找时间复杂度是0(logn)。正确的是因为数组支持随机访问，根据下标随机访问的时间复杂度是O(1)。

数组的插入/删除：最好是在末尾插入/删除，时间复杂度O(1)，最坏是在开头插入/删除，时间复杂度是O(n)，平均情况时间复杂度O(n)。

警惕数组的访问越界问题。

容器和数组的区别和使用技巧：

1、Java ArrayList无法存储基本类型，比如int、long，需要封装为Integer、Long类，而Autoboxing、Unboxing则有一定的性能消耗，所以如果特别关注性能或者希望使用基本类型，就可以选用数组。

2、如果数组大小事先已知，并且对数据的操作非常简单，用不到ArrayList提供的大部分方法，也可以直接使用数组

3、要表示多维数组的时候，用数组会更加直观。

总结：对于业务开发，直接使用容器就足够了，省时省力。毕竟损耗一点点性能，完全不会影响系统整体的性能。如果要做一些非常底层的开发，性能需要做到极致优化，就可以采用数组。

链表:最经典的链表应用场景：LRU缓存淘汰算法

缓存：一种提高数据读取性能的技术，在硬件设计、软件开发中都有广泛的应用，比如常见的CPU缓存、数据库缓存、浏览器缓存。缓存大小有限，所以需要缓存淘汰策略，常见的缓存策略分为三种：先进先出策略FIFO（First In First Out）、最少使用策略LFU(Least Frequently Used)、最近最少使用策略LRU（Least Recently Used）

链表：不需要一块连续的内存空间，可以通过‘指针’将一组零散的内存块串联起来使用。常见的三种链表机构：单链表、双向链表、循环链表

链表插入和删除操作，只需要考虑相邻结点的指针改变，对应的时间复杂度为O(1)。

循环链表：特殊的单链表，单链表的尾结点指针指向空地址，循环链表的尾结点指针指向链表的头结点。比如约瑟夫问题

双向链表有一个前驱结点和一个后继结点

双向链表和单链表的复杂度是O(1),双向链表和单链表的比较：双向链表虽然比单链表费内存。

从链表中删除一个数据无外乎这两种情况：1、删除结点中“值等于某个给定值”的结点；2、删除给定指针指向的结点。

1、尽管单独的删除操作是O(1)，但是遍历查找的复杂度是O(n),所以总复杂度就是O(n)。  2、单链表不支持直接获取前驱结点，为了找到前驱结点，还需要从头遍历链表，找到前驱结点，删除就需要O(n)、而双向链表中结点已经保存了前驱结点，不需要再遍历，所以为O(1)。

数组简单易用，在实现上使用的是连续的内存空间，可以借助 CPU 的缓存机制，预读数组中的数据，所以访问效率更高。而链表在内存中并不是连续存储，所以对 CPU 缓存不友好，没办法有效预读

数组的缺点是大小固定，需要占用整块连续的内存空间，如果声明的数组过大，系统可能没有足够的连续内存空间分配，导致内存不足。如果声明的太小，会出现不够用的情况，需要申请一个更大的内存空间，把原数组拷贝进去，非常费时。链表本身没有大小限制，天然支持动态扩容。

如果你的代码对内存的使用非常苛刻，数组更适合，链表需要额外的存储空间去存储一份指向下一个结点的指针，所以内存消耗会翻倍。而且，对链表进行频繁的插入、删除操作，还会导致频繁的内存申请和释放，容易造成内存碎片。