順序表與鏈表是非常基本的數據結構，它們可以被統稱為線性表。

線性表（Linear List）是由 n（n≥0）個數據元素（結點）a[0]，a[1]，a[2]…，a[n-1] 組成的有限序列。

順序表和鏈表，是線性表的不同存儲結構。它們各自有不同的特點和適用范圍。針對它們各自的缺點，也有很多改進的措施。

一、順序表

順序表一般表現為數組，使用一組地址連續的存儲單元依次存儲數據元素，如圖 1 所示。它具有如下特點：

• 長度固定，必須在分配內存之前確定數組的長度。
• 存儲空間連續，即允許元素的隨機訪問。
• 存儲密度大，內存中存儲的全部是數據元素。
• 要訪問特定元素，可以使用索引訪問，時間復雜度為?O(1)O(1)。
• 要想在順序表中插入或刪除一個元素，都涉及到之后所有元素的移動，因此時間復雜度為?O(n)O(n)。

圖 1 順序表

順序表最主要的問題就是要求長度是固定的，可以使用倍增-復制的辦法來支持動態擴容，將順序表變成“可變長度”的。

具體做法是初始情況使用一個初始容量（可以指定）的數組，當元素個數超過數組的長度時，就重新申請一個長度為原先二倍的數組，并將舊的數據復制過去，這樣就可以有新的空間來存放元素了。這樣，列表看起來就是可變長度的。

一個簡單的實現如下所示，初始的容量為 4。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

#include <string.h> struct?sqlist { ????int?*items, size, capacity; ????sqlist():size(0), capacity(4) { ????????// initial capacity = 4 ????????items =?new?int[capacity]; ????} ????void?doubleCapacity() { ????????capacity *= 2; ????????int* newItems =?new?int[capacity]; ????????memcpy(newItems, items,?sizeof(int)*size); ????????delete[] items; ????????items = newItems; ????} ????void?add(int?value) { ????????if?(size >= capacity) { ????????????doubleCapacity(); ????????} ????????items[size++] = value; ????} };

這個辦法不可避免的會浪費一些內存，因為數組的容量總是倍增的。而且每次擴容的時候，都需要將舊的數據全部復制一份，肯定會影響效率。不過實際上，這樣做還是直接使用鏈表的效率要高，具體原因會在下一節進行分析。

二、鏈表

鏈表，類似它的名字，表中的每個節點都保存有指向下一個節點的指針，所有節點串成一條鏈。根據指針的不同，還有單鏈表、雙鏈表和循環鏈表的區分，如圖 2 所示。

圖 2 鏈表

單鏈表是只包含指向下一個節點的指針，只能單向遍歷。

雙鏈表即包含指向下一個節點的指針，也包含指向前一個節點的指針，因此可以雙向遍歷。

循環單鏈表則是將尾節點與首節點鏈接起來，形成了一個環狀結構，在某些情況下會非常有用。

還有循環雙鏈表，與循環單鏈表類似，這里就不再贅述。

由于鏈表是使用指針將節點連起來，因此無需使用連續的空間，它具有以下特點：

• 長度不固定，可以任意增刪。
• 存儲空間不連續，數據元素之間使用指針相連，每個數據元素只能訪問周圍的一個元素（根據單鏈表還是雙鏈表有所不同）。
• 存儲密度小，因為每個數據元素，都需要額外存儲一個指向下一元素的指針（雙鏈表則需要兩個指針）。
• 要訪問特定元素，只能從鏈表頭開始，遍歷到該元素，時間復雜度為?O(n)O(n)。
• 在特定的數據元素之后插入或刪除元素，不涉及到其他元素的移動，因此時間復雜度為?O(1)O(1)。雙鏈表還允許在特定的數據元素之前插入或刪除元素。

在上一節說到，利用倍增-復制的辦法，同樣可以讓順序表長度可變，而且效率比鏈表還要好，下面就簡單的實現一個單鏈表來驗證這一點，至于元素插入的順序就不要在意了。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

#include <stdio.h> #include <time.h> ?? struct?node { ????int?value; ????node *next; }; struct?llist { ????node *head; ????void?add(int?value) { ????????node *newNode =?new?node(); ????????newNode->value = value; ????????newNode->next = head; ????????head = newNode; ????} }; int?main() { ????int?size = 100000; ????sqlist list1; ????llist list2; ????long?start =?clock(); ????for?(int?i = 0;i < size;i++) { ????????list1.add(i); ????} ????long?end =?clock(); ????printf("sequence list: %d\n", end - start); ????start =?clock(); ????for?(int?i = 0;i < size;i++) { ????????list2.add(i); ????} ????end =?clock(); ????printf("linked list: %d\n", end - start); ????return?0; }

在我的電腦上，鏈表的耗時大約是順序表的 4~8 倍。會這樣，是因為數組只需要很少的幾次大塊內存分配，而鏈表則需要很多次小塊內存分配，內存分配操作相對是比較慢的，因而大大拖慢了鏈表的速度。這也是為什么會出現內存池。

因此，鏈表并不像理論分析的那樣美好，在實際應用中要受很多條件制約，一般情況下還是安心用順序表的好。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的链表和顺序表的一些区别的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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