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2023-08-17 05:12:16 +08:00
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<h1 id="44">4.4. &nbsp; 小结<a class="headerlink" href="#44" title="Permanent link">&para;</a></h1>
<ul>
<li>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。</li>
<li>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两种存储方式:连续空间存储和离散空间存储。两者的点呈现出互补的特性。</li>
<li>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。</li>
<li>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。</li>
<li>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。</li>
<li>下表总结并对比了数组与链表的各项特性与操作效率。</li>
</ul>
<div class="center-table">
<table>
<thead>
<tr>
<th></th>
<th>数组</th>
<th>链表</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>存储方式</td>
<td>连续内存空间</td>
<td>离散内存空间</td>
</tr>
<tr>
<td>数据结构长度</td>
<td>长度不可变</td>
<td>长度可变</td>
</tr>
<tr>
<td>内存使用率</td>
<td>占用内存少、缓存局部性好</td>
<td>占用内存多</td>
</tr>
<tr>
<td>优势操作</td>
<td>随机访问</td>
<td>插入、删除</td>
</tr>
<tr>
<td>访问元素</td>
<td><span class="arithmatex">\(O(1)\)</span></td>
<td><span class="arithmatex">\(O(N)\)</span></td>
</tr>
<tr>
<td>添加元素</td>
<td><span class="arithmatex">\(O(N)\)</span></td>
<td><span class="arithmatex">\(O(1)\)</span></td>
</tr>
<tr>
<td>删除元素</td>
<td><span class="arithmatex">\(O(N)\)</span></td>
<td><span class="arithmatex">\(O(1)\)</span></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div class="admonition note">
<p class="admonition-title">缓存局部性</p>
<p>在计算机中,数据读写速度排序是“硬盘 &lt; 内存 &lt; 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。</p>
</div>
<h2 id="441-q-a">4.4.1. &nbsp; Q &amp; A<a class="headerlink" href="#441-q-a" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<div class="admonition question">
<p class="admonition-title">数组存储在栈上和存储在堆上,对时间效率和空间效率是否有影响?</p>
@ -3468,7 +3415,7 @@
</ol>
</div>
<div class="admonition question">
<p class="admonition-title">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?</p>
<p class="admonition-title">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?</p>
<p>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。</p>
<p>相对地,数组元素则必须是相同类型的,这样才能通过计算偏移量来获取对应元素位置。例如,如果数组同时包含 int 和 long 两种类型,单个元素分别占用 4 bytes 和 8 bytes ,那么此时就不能用以下公式计算偏移量了,因为数组中包含了两种 <code>elementLength</code></p>
<div class="highlight"><pre><span></span><code><a id="__codelineno-0-1" name="__codelineno-0-1" href="#__codelineno-0-1"></a>// 元素内存地址 = 数组内存地址 + 元素长度 * 元素索引