說明列表和鏈接列表之間的區(qū)別。您什么時(shí)候選擇另一個(gè)？
列表和鏈接列表：關(guān)鍵差異
列表和鏈接列表是編程中常用的兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但它們具有不同的特征和用例。
列表：
- 結(jié)構(gòu)：列表通常以許多編程語言的數(shù)組實(shí)現(xiàn)，其中元素存儲(chǔ)在連續(xù)的內(nèi)存位置中。
- 訪問：使用索引可以直接訪問元素，這使得通過其位置訪問元素非?？欤∣（1）時(shí)間復(fù)雜性）。
- 插入/刪除：在列表中間插入或刪除元素可能會(huì)很慢，因?yàn)樗枰苿?dòng)其他元素（O（n）時(shí)間復(fù)雜性）。
- 尺寸：列表的大小通常是固定的，也可以動(dòng)態(tài)調(diào)整大小，但調(diào)整大小可能是昂貴的。
鏈接列表：
- 結(jié)構(gòu)：鏈接列表由節(jié)點(diǎn)組成，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)以及與下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的參考（或鏈接）。在雙重鏈接列表中，還提到了上一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
- 訪問：訪問鏈接列表中的元素需要從開始（或在雙鏈接列表的情況下結(jié)束）遍歷列表，這可能很慢（O（n）時(shí)間復(fù)雜性）。
- 插入/刪除：插入和刪除操作通常在鏈接列表中更快，因?yàn)樗鼈冎恍枰墓?jié)點(diǎn)之間的鏈接（O（1）時(shí)間復(fù)雜性，如果已知節(jié)點(diǎn)）。
- 尺寸：鏈接列表可以動(dòng)態(tài)增長或縮小，而無需分配或交易大塊內(nèi)存。
在列表和鏈接列表之間進(jìn)行選擇：
-
選擇列表時(shí)：
- 您需要通過其位置（索引）快速訪問元素。
- 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小是已知的，并且大多是恒定的。
- 內(nèi)存位置和緩存非常重要，因?yàn)檫B續(xù)內(nèi)存訪問可以受益于CPU緩存。
-
選擇以下鏈接列表：
- 您經(jīng)常需要插入或刪除元素，尤其是在任意位置。
- 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小是動(dòng)態(tài)的且無法預(yù)測(cè)的。
- 您想避免調(diào)整陣列的開銷。
哪些特定方案使鏈接列表比數(shù)組更好？
方案有利于鏈接列表：
-
經(jīng)常插入和刪除：
- 鏈接列表在您需要經(jīng)常添加或刪除元素的情況下，尤其是在任意位置上。例如，在經(jīng)常插入或刪除字符的文本編輯器中，使用鏈接列表可以有效地管理緩沖區(qū)。
-
動(dòng)態(tài)尺寸要求：
- 如果預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小會(huì)隨著時(shí)間的推移而顯著變化，則鏈接列表提供了更靈活的解決方案。一個(gè)示例是操作系統(tǒng)中的任務(wù)隊(duì)列，在此添加任務(wù)并動(dòng)態(tài)刪除。
-
內(nèi)存約束：
- 在內(nèi)存有限的環(huán)境中，鏈接的列表可以是可取的，因?yàn)樗鼈儾恍枰蟮倪B續(xù)內(nèi)存塊。這在嵌入式系統(tǒng)中或處理可能不適合單個(gè)內(nèi)存塊的大型數(shù)據(jù)集時(shí)可能是有益的。
-
實(shí)施其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
- 鏈接的列表通常用作其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（例如堆棧，隊(duì)列，甚至更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)）（例如圖形和樹）的構(gòu)建塊。例如，使用鏈接列表實(shí)施堆?？梢杂行У赝苿?dòng)和彈出操作。
列表和鏈接列表之間的內(nèi)存分配差異如何影響其性能？
內(nèi)存分配和性能：
-
列表（數(shù)組）：
- 連續(xù)內(nèi)存：列表存儲(chǔ)在連續(xù)的內(nèi)存塊中，這可以改善由于更好的緩存利用率而提高性能。 CPU可以在較大塊中從內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)連續(xù)，則可以緩存更相關(guān)的數(shù)據(jù)。
- 調(diào)整大?。?/strong>當(dāng)列表需要超越其分配的尺寸增長時(shí)，必須調(diào)整大小，這涉及將整個(gè)列表復(fù)制到新的，更大的內(nèi)存塊。此操作可能是昂貴的（O（n）時(shí)間復(fù)雜性），并且可能在調(diào)整大小的應(yīng)用中引起性能問題。
-
鏈接列表：
- 非連續(xù)內(nèi)存：鏈接列表將節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)在非連續(xù)內(nèi)存位置。每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配都是獨(dú)立的，這意味著在生長列表時(shí)的開銷較小，但可能導(dǎo)致更多的緩存錯(cuò)過和降低參考位置。
- 動(dòng)態(tài)分配：根據(jù)需要為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配每個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存可能導(dǎo)致由于內(nèi)存管理的開銷而導(dǎo)致的碎片性和較慢的性能。但是，插入和刪除通常更有效，因?yàn)樗鼈儍H需要修改指針。
性能影響：
- 列表通常提供更快的訪問速度，并且對(duì)于主要涉及通過索引讀取和訪問數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序更有效。
- 鏈接列表對(duì)于涉及頻繁插入和刪除的應(yīng)用程序更有效，尤其是當(dāng)這些操作的確切位置無法預(yù)測(cè)時(shí)。
在哪些類型的應(yīng)用程序中，鏈接列表的動(dòng)態(tài)大小將特別有利？
受益于鏈接列表的動(dòng)態(tài)大小的應(yīng)用程序：
-
操作系統(tǒng)任務(wù)管理：
- 在操作系統(tǒng)中，經(jīng)常添加和刪除任務(wù)或過程。使用鏈接列表進(jìn)行任務(wù)隊(duì)列或過程管理，可以有效地管理這些動(dòng)態(tài)工作負(fù)載。
-
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：
- 鏈接列表可以在數(shù)據(jù)庫中使用，以管理記錄數(shù)量差異很大的記錄。例如，管理免費(fèi)內(nèi)存塊或維護(hù)緩沖池的列表可以受益于鏈接列表的動(dòng)態(tài)性質(zhì)。
-
網(wǎng)絡(luò)瀏覽器：
- Web瀏覽器通常使用鏈接列表來管理訪問的頁面或選項(xiàng)卡的歷史記錄。瀏覽行為的動(dòng)態(tài)性質(zhì)使鏈接列表成為有效添加和刪除條目的合適選擇。
-
文件系統(tǒng)：
- 在文件系統(tǒng)中，鏈接列表可用于管理自由空間或表示文件或目錄數(shù)量可以經(jīng)常更改的目錄結(jié)構(gòu)。
-
實(shí)時(shí)系統(tǒng)：
- 在需要?jiǎng)討B(tài)處理任務(wù)或數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，鏈接列表可以提供對(duì)這些操作的有效處理，而無需調(diào)整大小數(shù)組的開銷。
通過利用鏈接列表的動(dòng)態(tài)尺寸功能，這些應(yīng)用程序可以更有效地管理其數(shù)據(jù)，從而適應(yīng)數(shù)據(jù)集的變化而沒有大幅度的性能降低。
以上是說明列表和鏈接列表之間的區(qū)別。您什么時(shí)候選擇另一個(gè)？的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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