一 概述
线性表分为顺序存储和链式存储两种方式。
二 存取(读写)方式
顺序表可以分为顺序存取,也可以随机存取,链表只能从表头顺序存取元素。例如在第i个位置上执行存或取的操作,顺序表仅需一次访问,而链表则需从表头开始依次访问i次。
三 逻辑结构与物理结构
采用顺序存储时,逻辑上相邻的元素,对应的物理存储位置也相邻。而采用链式存储时,逻辑上相邻的元素,物理存储位置则不一定相邻,对应的逻辑关系时通过指针链接来表示的。
四 查找,插入和删除操作
对于按值查找,顺序表无序时,两者的时间复杂度均为O(n);顺序表有序时,可采用折半查找,此时的时间复杂度为O(log2n)。
对于按序号查找,顺序表支持随机访问,时间复杂度仅为O(1),而链表的平均时间复杂度为O(n)。顺序表的插入,删除操作,平均需要移动半个表长的元素。链表的插入,删除操作,只需修改相关结点的指针域即可。由于链表的每个结点都带有指针域,故而存储密度不够大。
五 空间分配
顺序存储在静态存储分配情形下,一旦存储空间装满就不能扩充,若再加入新元素,则会出现存储溢出。因此需要预先分配足够达到存储空间。预先分配过大,可能会导致顺序表后部大量闲置;预先分配过小,又会造成溢出。动态存储分配虽然存储空间扩充,但需要移动大量元素,导致操作效率降低,而且若内存中没有更大块的连续存储空间,则会导致分配失败。链式存储结点空间只在需要时申请分配,只能内存有空间就可以分配,操作灵活,高效。
六 实际应用中的存储结构应用
1. 基于存储的考虑
难以估计线性表的长度或存储规模时,不宜采用顺序表;链表不用事先估计存储规模,但链表的存储密度较低,显然链式存储结构的存储密度是小于1的。
2. 基于运算的考虑
在顺序表中按序号访问ai的时间复杂度为O(1),而链表中按序号访问的时间复杂度为O(n),因此若经常做的运算是按序号访问数据元素,则显然顺序表优于链表。
在顺序表中进行插入,删除操作时,平均移动表中一半的元素,当数据元素的信息量较大且表较长时,这一点时不应该被忽略的;在链表中进行插入,删除操作的时候,虽然也要找插入位置,但操作主要是进行比较,从这个角度考虑显然后者优于前者。
3. 基于环境的考虑
顺序表容易实现,任何高级语言中都有数组类型;链表的操作是基于指针的,相对来讲,前者实现比较简单,这也是用户考虑的一个因素。
总体而言,两种存储结构各有优点,选择哪一种实际问题的主要因素决定。通常较稳定的线性表选择顺序存储,而对于插入和删除操作较多的线性表(也就是动态性较强)的适合选择链式存储。