顺序表和链表

目录

顺序表和链表

1. 线性表

2. 顺序表

2.1 概念及结构

2.2 接口实现

2.3 顺序表的问题及思考

3. 链表

3.1 链表的概念及结构

3.2 链表的实现

3.3 链表面试题

4. 顺序表和链表的区别和联系

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顺序表和链表

1. 线性表

线性表 （ linear list ） 是 n 个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构，常

见的线性表：顺序表、链表、栈、队列、字符串 ...

线性表在逻辑上是线性结构，也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的，线性表在物理上存

储时，通常以数组和链式结构的形式存储。

2. 顺序表

2.1 概念及结构

顺序表是用一段 物理地址连续 的存储单元依次存储数据元素的线性结构，一般情况下采用数组存储。在数组上完成

数据的增删查改。

顺序表一般可以分为：

静态顺序表：使用定长数组存储。

动态顺序表：使用动态开辟的数组存储。

静态顺序表适用于确定知道需要存多少数据的场景 .

静态顺序表的定长数组导致 N 定大了，空间开多了浪费，开少了不够用 . 相比之下动态顺序表更灵活 , 根据需要动态的分配空间大小 .

2.2 接口实现

我们来实现一个动态顺序表 . 以下是需要支持的接口 .

public class SeqList {
// 打印顺序表
public void display() { }
// 在 pos 位置新增元素
public void add(int pos, int data) { }
// 判定是否包含某个元素
public boolean contains(int toFind) { return true; }
// 查找某个元素对应的位置
public int search(int toFind) { return -1; }
// 获取 pos 位置的元素
public int getPos(int pos) { return -1; }
// 给 pos 位置的元素设为 value
public void setPos(int pos, int value) { }
//删除第一次出现的关键字key
public void remove(int toRemove) { }
// 获取顺序表长度
public int size() { return 0; }
// 清空顺序表
public void clear() { }

2.3 顺序表的问题及思考

1. 顺序表中间 / 头部的插入删除，时间复杂度为 O(N)

2. 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。

3. 增容一般是呈 2 倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为 100 ，满了以后增容到 200 ，我们再继 续插入了5 个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了 95 个数据空间。

思考 ： 如何解决以上问题呢？下面给出了链表的结构来看看

3. 链表

3.1 链表的概念及结构

链表是一种 物理存储结构上非连续 存储结构，数据元素的 逻辑顺序 是通过链表中的 引用链接 次序实现的 实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8 种链表结构：

单向、双向

带头、不带头

循环、非循环 虽然有这么多的链表的结构，但是我们重点掌握两种 :

无头单向非循环链表： 结构简单 ，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为 其他数据结构的子结构 ，如

哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在 笔试面试 中出现很多。

无头双向链表：在 Java 的集合框架库中 LinkedList 底层实现就是无头双向循环链表。

3.2 链表的实现

3.3 链表面试题

1. 删除链表中等于给定值 val 的所有节点。

// 1、无头单向非循环链表实现
public class SingleLinkedList {
//头插法
public void addFirst(int data);
//尾插法
public void addLast(int data);
//任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
public boolean addIndex(int index,int data);
//查找是否包含关键字key是否在单链表当中
public boolean contains(int key);
//删除第一次出现关键字为key的节点
public void remove(int key);
//删除所有值为key的节点
public void removeAllKey(int key);
//得到单链表的长度
public int size();
public void display();
public void clear();
}

2. 反转一个单链表。

// 2、无头双向链表实现
public class DoubleLinkedList {
//头插法
public void addFirst(int data);
//尾插法
public void addLast(int data);
//任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
public boolean addIndex(int index,int data);
//查找是否包含关键字key是否在单链表当中
public boolean contains(int key);
//删除第一次出现关键字为key的节点
public void remove(int key);
//删除所有值为key的节点
public void removeAllKey(int key);
//得到单链表的长度
public int size();
public void display();
public void clear();

4. 顺序表和链表的区别和联系

顺序表：

白：空间连续、支持随机访问

丑： 1. 中间或前面部分的插入删除时间复杂度 O(N) 2. 增容的代价比较大。

链表：

胖黑：以节点为单位存储，不支持随机访问

所有： 1. 任意位置插入删除时间复杂度为 O(1) 2. 没有增容问题，插入一个开辟一个空间。