线性数据结构之数组与链表

在线性数据结构中，数组和链表是最常见的两种类型，它们在数据存储和操作上各有优劣之处。

数组

数组的核心特点是固定长度，存储空间必须是连续的，这使得数组在内存中占用较为紧凑。然而，数组的长度无法随意更改，这也是数组性能优越的原因之一。

延伸思考：为什么数组不能直接向后扩容？这是因为操作系统分配内存时通常会分配一个较大的连续块，当数组长度不足时，系统需要通过重新分配一个更大的存储空间，并将原数组数据复制到新位置。这种操作虽然效率不高，但由于被优化了，作为开发者，我们不需要手动管理数组长度。

数组的优点

查询速度快：由于数组存储是基于偏移地址访问的，直接通过a[x]可以快速访问特定位置的元素。

内存紧凑：数组的存储空间是连续的，减少了碎片问题。

数组的缺点

内存碎片：当数组较大时，系统可能出现内存碎片，影响新存储空间的获取。

长度不灵活：数组的长度固定，难以进行添加或删除操作。

链表

与数组不同，链表以动态链接的方式存储数据，其节点通常包含数据值和指向下一个节点的引用。链表的关键特点是柔性，高度灵活。

链表的特点

空间利用低效：每个节点都需要额外存储一个引用指向下一个节点。

查询速度慢：要访问链表中的某个节点需要逐步遍历到该节点，时间复杂度为O(n)。

链表的优点

灵活性高：支持高效添加和删除操作。

内存利用高效：链表可以扩展到需要的大小，无需担心内存碎片。

链表的缺点

查询效率低：需要从头节点开始逐步访问，导致查找某个节点时间较长。

内存浪费：每个额外节点需要额外的存储空间，增加了内存占用。

链表的使用场景

链表特别适合需要频繁插入、删除操作且数据规模不大或无法预先确定大小的场景。

链表操作示例

// 创建链表节点function Node(value) {    this.value = value;    this.next = null;}// 例子:var a = new Node(1);var b = new Node(2);var c = new Node(3);var d = new Node(4);a.next = b;b.next = c;c.next = d;// 遍历链表function loopLink(root) {    var temp = root;    while (temp != null) {        console.log(temp.value);        temp = temp.next;    }}// 递归遍历function loopLink1(root) {    if (root == null) {        return;    }    console.log(root.value);    loopLink1(root.next);}// 链表逆置function nizhi(root) {    if (root.next == null) {        return root;    }    var lastNode = nizhi(root.next);    root.next = null;    // 上结点的前一个指向当前上结点的前一个    if (root.next != null) {        root.lastNode = root;    }    return lastNode;}

链表在实际应用中的表现取决于具体需求，两者各有优劣，选择时需要综合考虑数据规模和操作频率。

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