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数组和链表

数组和链表

作者: _1633_ | 来源:发表于2020-08-05 09:05 被阅读0次

数组

    数组是一种基础的数据结构,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。(但在 JavaScript 里,它不是一组连续的内存空间,也可以在数组中保存不同类型的值。 但我们还是要遵守佳实践,别这么做,大多数语言都没这个能力)。

    名词解析:1、线性表:线性表就是数据排成一条线一样的结构。每个线性表上的数据最多只有前和后两个方向。其实除了数组,链表、队 列、栈等也是线性表结构。与它相对立的概念是非线性表,比如 二叉树、堆、图。之所以叫 非线性,是因为在非线性表中,数据之间不是简单的前后关系。

     2、连续的内存空间  相同类型的数据。正是因为这两个限制,它才可以 随机访问。但有利就有弊,这两个限制也让数组的很多操作变得非常 低效,比如要想在数组中删除、插入一个数据,为了保证连续性,就需要做大量的数据搬移工作。


链表

    相比数组,链表是一种稍微复杂一点的数据结构。链表中的元素可存储在内存的任何地方(不像数组那样,需要连续的内存空间)。链表的每个元素都存储了 下一个元素的地址,通过 “指针” 将一组零散的内存块串联起来使用,从而使一系列随机的内存地址串在一起。

    几种常见的链表结构:单链表双向链表循环链表

       单链表中的节点应该具有两个属性:val 和 next

js 实现链表

    单链表

        它包含两个域,一个信息域和一个指针域。这个链接指向列表中的下一个节点,而最后一个节点则指向一个空值。

单项链表

    双向链表

        每个节点有两个连接:一个指向前一个节点,(当此“连接”为第一个“连接”时,指向空值或者空列表);而另一个指向下一个节点,(当此“连接”为最后一个“连接”时,指向空值或者空列表)

双向链表

    循环链表

         首节点和末节点被连接在一起

循环链表

数组和链表的操作

     数组为了保持内存数据的连续性,会导致插入、删除这两个操作比较低效。

    每次进行插入操作的时候,假如我们将一个数据插入数组的第 k 个位置,为了把第 k 个位空出来,就需要 将 k 以后的 数据全部 往后移动一位。所以 平均时间复杂度 为 O(n)。

    同理,如果我们要删除第 k 个位置的数据,为了内存的连续性,也需要搬移数据,不然中间就会出现空洞,内存就不连续了,所以平均时间复杂度 也是 O(n)。

    实际上,在某些特殊场景下,我们并不一定非得追求数组中数据的连续性。如果我们将多次删除操作集中在一起执行,删除的效率是不是会提高很多呢? 我们继续来看例子。数组 a[10] 中存储了8个元素:a,b,c,d,e,f,g,h。现在,我们要依次删除a,b,c三个元素。

    为了避免 d,e,f,g,h 这几个数据会被搬移三次,可以先记录下已经删除的数据。每次的删除操作并不是真正地搬移数据,只是 记录数据已经被删除。当数组没有更多空间存储数据时,我们再触发执行一次真正的删除操作,这样就大大减少了删除操作导致的数据搬移。

     如果 在实际情况中 删除 和 插入操作比较多, 为了 改善 删除 和 插入的时间复杂度 ,我们就可以使用链表。

    链表在进行插入或删除操作的时候,我们并不需要为了保持内存的连续性而搬移结点,因为链表的存储空间本身就不是连续的。所以,在链表中插入和删除一个数据是非常快速的

    但是 链表要想随机访问第 k 个元素,就没有数组那么高效了。因为链表中的数据并非连续存储的,所以无法像数组那样,根据首地址和下标,通过 寻址公式 就能直接计算出对应的内存地址,而是需要根据指针一个结点一个结点地依次遍历,直到找到相应的结点,所以时间复杂度为 O(n)。

    总结:链表适合插入、删除,时间复杂度 O(1);数组支持随机访问,根据下标随机访问的时间复杂度为O(1)。 


数组和链表的区别

      1、链表 和 数组不同,数组需要一块连续的内存空间,而链表并不需要连续的内存空间,它通过“指针”将一组零散的内存块串联起来使用。

           注意: 在 JavaScript 中 数组是一种类列表对象,它的原型中提供了遍历和修改元素的相关操作。JavaScript 数组的长度和元素类型都是非固定的。因为数组的长度可随时改变,并且其数据在内存中也可以 不连续,所以 JavaScript 数组不一定是密集型的,这取决于它的使用方式。在 JS 中数组通过哈希映射或者字典的方式来实现,所以不是连续的。一般来说,数组的这些特性会给使用带来方便,但如果这些特性不适用于你的特定使用场景的话,可以考虑使用类型数组。这里我们讨论的不是 JavaScript 中的数组

     2、数组的元素都在一起;链表的元素是分开的,其中每个元素都存储了下一个元素的地址。

     3、数组的读取速度很快;链表的插入和删除速度很快。

总结:如果你需要经常 添加 或 删除 结点,链表可能是一个不错的选择。

           如果你需要经常按索引访问元素,数组可能是比链表更好的选择。

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