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。
  • 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,对应的逻辑关系是通过指针链接来表示的。

存取(读写)方式

顺序表可以顺序存取,也可以随机存取,链表只能从表头顺序存取元素。例如在第 顺序表和链表的比较 - 图1 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 顺序表和链表的比较 - 图2 次。

查找、插入和删除操作

查找:

  • 对于按值查找,顺序表无序时,两者的时间复杂度均为 顺序表和链表的比较 - 图3#card=math&code=O%28n%29&id=klomp) ;顺序表有序时,可采用折半查找,此时的时间复杂度为 顺序表和链表的比较 - 图4#card=math&code=O%28log_2n%29&id=VXU1E) 。
  • 对于按序号查找,顺序表支持随机访问,时间复杂度仅为 顺序表和链表的比较 - 图5#card=math&code=O%281%29&id=m3tFa) ,而链表的平均时间复杂度为 顺序表和链表的比较 - 图6#card=math&code=O%28n%29&id=tsFeb) 。

插入和删除:

  • 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。

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,则会出现内存溢出,因此需要预先分配足够大的存储空间。

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可以扩充,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。

链式存储的结点空间只在需要时申请分配,只要内存有空间就可以分配,操作灵活、高效。

实际中选取存储结构

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。

基于运算的考虑

在顺序表中按序号访问 顺序表和链表的比较 - 图7 的时间复杂度为 顺序表和链表的比较 - 图8#card=math&code=O%281%29&id=Z7Epf) ,而链表中按序号访问的时间复杂度为 顺序表和链表的比较 - 图9#card=math&code=O%28n%29&id=BSBUy),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,这一点是不应忽视的;在链表中进行插入、删除操作时,虽然也要找插入位置,但操作主要是比较操作,从这个角度考虑显然后者优于前者。

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,前者实现较为简单,这也是用户考虑的一个因素。

总之,两种存储结构各有长短,选择哪一种由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,而频繁进行插入、删除操作的线性表(即动态性较强)宜选择链式存储。