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# 4.4. 小结
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- 数组和链表是两种基本数据结构,分别代表数据在计算机内存中的连续空间存储和离散空间存储方式。两者的优缺点呈现出互补的特性。
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- 数组和链表是两种基本的数据结构,分别代表数据在计算机内存中的两种存储方式:连续空间存储和离散空间存储。两者的特点呈现出互补的特性。
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- 数组支持随机访问、占用内存较少;但插入和删除元素效率低,且初始化后长度不可变。
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- 链表通过更改引用(指针)实现高效的节点插入与删除,且可以灵活调整长度;但节点访问效率低、占用内存较多。常见的链表类型包括单向链表、循环链表、双向链表。
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- 动态数组,又称列表,是基于数组实现的一种数据结构。它保留了数组的优势,同时可以灵活调整长度。列表的出现极大地提高了数组的易用性,但可能导致部分内存空间浪费。
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- 下表总结并对比了数组与链表的各项特性与操作效率。
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<div class="center-table" markdown>
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| | 数组 | 链表 |
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| ------------ | ------------------------ | ------------ |
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| 存储方式 | 连续内存空间 | 离散内存空间 |
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| 数据结构长度 | 长度不可变 | 长度可变 |
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| 内存使用率 | 占用内存少、缓存局部性好 | 占用内存多 |
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| 优势操作 | 随机访问 | 插入、删除 |
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| 访问元素 | $O(1)$ | $O(N)$ |
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| 添加元素 | $O(N)$ | $O(1)$ |
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| 删除元素 | $O(N)$ | $O(1)$ |
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</div>
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!!! note "缓存局部性"
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在计算机中,数据读写速度排序是“硬盘 < 内存 < CPU 缓存”。当我们访问数组元素时,计算机不仅会加载它,还会缓存其周围的其他数据,从而借助高速缓存来提升后续操作的执行速度。链表则不然,计算机只能挨个地缓存各个节点,这样的多次“搬运”降低了整体效率。
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## 4.4.1. Q & A
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@@ -38,7 +19,7 @@ comments: true
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2. 栈是一块比较小的内存,容易出现内存不足;堆内存很大,但是由于是动态分配,容易碎片化,管理堆内存的难度更大、成本更高。
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3. 访问栈比访问堆更快,因为栈内存较小、对缓存友好,堆帧分散在很大的空间内,会出现更多的缓存未命中。
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!!! question "为什么数组会强调要求相同类型的元素,而在链表中却没有强调同类型呢?"
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!!! question "为什么数组要求相同类型的元素,而在链表中却没有强调同类型呢?"
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链表由结点组成,结点之间通过引用(指针)连接,各个结点可以存储不同类型的数据,例如 int, double, string, object 等。
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