数据结构之单链表与数组的区别、以及实现

第一部分是首先说下数组与链表的区别~数组是大家常用的而熟知的,利用链表对比数组这样可以加深对链表的记忆。第二部分就是链表的代码实现,加深理解。

关于单链表:

1、概念

在单链表中由于数据元素的存储空间一般不是连续的,因此为了完善的表示单链表的逻辑结构,其中每一个数据元素必须由两部分构成:一部分是数据元素中的数据值,另一部分是数据元素的地址值。这两部分信息构成了单链表的一个节点。因此,在用单链表表示线性表时,每个结点的存储地址是任意的,即存储位置是无序的。

2、结构

对于单链表来说,每个节点的结构都是(data,next),节点中有两个部分:data域—存放结点值的数据域,next—存放结点的直接后续的地址的链域。

数组与链表的区别:

1、基于空间的考虑

数组的存储空间是静态,连续分布的,初始化的过大造成空间浪费,过小又将使空间溢出机会增多。而链表的存储空间是动态分布的,只要内存空间尚有空闲,就不会产生溢出;链表中每个节点出了数据域外,还有链域(指向下一个节点),这样空间利用率就会变高。

2、基于时间的考虑

具体的来说 数组查询快,插入与删除慢,单链表查询慢,插入与删除快。细说的话:数组中任意节点都可以在O(1)内直接存储访问,而链表中的节点,需从头指针顺着链表扫描才能获取到;而链表任意位置进行插入和删除,都只需要修改指针,而数组中插入删除节点,平均要移动一半的节点。

(静态)数组从栈中分配空间,对于程序员方便快速,但是自由度小。链表从堆中分配空间,自由度大但是申请管理比较麻烦。

数组中的数据在内存中按顺序存储的,而链表是随机存储的!

要访问数组中的元素可以按下标索引来访问,速度快,如果对他进行插入操作的话,就得移动很多元素,所以对数组进行插入操作效率很低!

由于链表是随机存储的,链表在插入,删除操作上有很高的效率(相对于数组),如果要访问链表中的某个元素的话,就得从链表的头逐个遍历,直到找到所需要的元素为止,所以链表的随机访问的效率就比数组要低。(这里会在下面代码中显示出来,在此做一个特殊的符号标记一下,嗯就是这个把)。

单链表的实现代码,走你~:

首先定义一个节点类~记录每个节点使用:

public class Node {String data;//数据域Node next;//链域public Node(String data) {this.data = data;next = null;}}

下列代码就是构造了一个单链表,,并且实现了各种操作:

public class LinkedList {int lenght;// 链表的长度Node head;// 定义头结点public LinkedList() {head = null;// 链表中的头结点lenght = 0;}/** 在链表末尾添加一个元素 */public void addElement(Node n) {if (lenght == 0) {// 如果链表为空,则直接添加。head = n;} else {Node t = head;while (t.next != null) {// 沿链表第一个元素向后寻找,直到找到末尾t = t.next;}t.next = n;// 在末尾添加元素,也就是给最后一个next赋值~让链域不为空,这样链域为空的就成了链表中最后一个元素}// 在主函数中调用这个的方法为addElement(new Node("张三")),// 其中new一个Node 就确定了这个Node的数据域(data)为"张三",链域(next)为null,// 而这个函数的作用就是确定把这个新new出来Node放在谁的next中lenght++;// 修改长度}/** 在链表中特定位置添加一个元素 */public boolean insert(Node n, int index) {if (index > lenght && index < 0) {// 如果插入位置超出链表长度System.out.println("超出范围!!");return false;} else {Node t = head;if (index == 0) {n.next = head;// 让传入的节点指向头节点head = n;// n作为新的头节点} else {for (int i = 0; i < index – 1; i++) {// 找到要插入的位置的前一个位置t = t.next;}n.next = t.next;// 新插入的节点指向当前位置节点t.next = n;// 这里需要用图解释的更为清晰// 可见本文下方图—1;}lenght++;return true;}}/** 删除链表最后一个节点 */public void removeLastElement() {if (lenght == 0) {System.out.println("链表中没有元素");return;}Node t = head;if (lenght == 1) {head = null;} else {for (int i = 0; i < lenght – 1; i++) {// 找到末尾节点的前一个节点t = t.next;}t.next = null;}lenght–;}/** 删除指定位置的节点 */public void removeElement(int index) {if (lenght == 0) {System.out.println("链表没有元素!");return;}if (index > lenght && index < 0) {System.out.println("超出范围!!");return;}Node t = head;if (index == 0) {head = head.next;t.next = null;lenght–;return;}for (int i = 0; i < index – 1; i++) {// 找到要删除位置的前一位置t = t.next;}Node temp = t;t.next = t.next.next;temp.next = null;// 让该节点的next指向空lenght–;}/** 清空链表 */public void clearList() {head = null;lenght = 0;}/** 打印链表中的所有元素 */public void printList() {if (lenght == 0) {System.out.println("链表为空!");return;}Node t = head;while (t!= null) {System.out.print(t.data + " ");t = t.next;}}}

只有经历过地狱般的折磨,才有征服天堂的力量。

数据结构之单链表与数组的区别、以及实现

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