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引言

数据结构中有四大线性表结构：顺序表(数组) 、链表 、栈 、队列

在之前的文章中，已经详细介绍过 顺序表(数组) 以及 链表 ，思考一下：顺序表(数组) 和 链表 哪一种结构 更优秀 一点呢？都具有什么 优缺点 呢？

这个问题，其实也是 面试时可能会考的知识点

今天，就来对比一下！

顺序表 和 链表 的优缺点

首先，先来回答这个问题：顺序表(数组) 和 链表 哪一种结构 更优秀 一点？

答案是：两种数据结构都很优秀，没有优劣之分，只是适用方向不同，两种结构是相辅相成的

分析过 它们 各自的优缺点之后，就可以非常明显的看出来

顺序表的优缺点

顺序表(数组) 是一种数据在内存中 连续存储 的结构，即存放数据需要使用连续的物理空间，这样的结构使它：

1. 可以随机访问数据 (优点)
   具体表现为：数组可以使用下标快速访问数据
2. 既然需要使用连续的物理空间，就涉及到一个非常关键的问题：扩容
   首先，扩容本身 有一定的时间空间上的消耗，其次 由于扩容机制(一般二倍二倍的扩容)的原因，非常可能会造成一定程度上空间的浪费 (缺点)
3. 需要在 顺序表 头部或者中间 插入数据 或 删除数据 时，需要 向后挪动 或 向前挪动 数据，一般时间复杂度为[O(N)]，存在一定的时间消耗，效率低 (缺点)

具体可以阅读博主文章：❤️‍🔥【神秘海域】[动图] 顺序表千字破解~

顺序表存在两个非常不方便的缺点，所以 链表 诞生了

链表的优缺点

谈论链表的优缺点如果谈论 单链表，那链表的优势就不能完全展露出来，所以 以 带头双向循环链表 来对链表优缺点进行分析

与 顺序表 不同的是，使用 链表 结构在内存中的存储数据，对内存的使用一般是 不连续的，因为它的不连续所以：

1. 在链表中任意位置对数据 插入或者删除 ，都可以 以[O(N)] 的时间复杂度完成，效率高 (优点)
2. 不需要扩容，存放数据 即申请即存，删除数据直接释放，按需申请和释放 (优点)
3. 不能随机访问数据，只能按顺序从某节点处开始 查找访问
   不能随机访问数据，导致链表不适用一些算法：二分法、随机访问的排序等 (缺点)

具体可以阅读博主文章：

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顺序表及链表对比

	顺序表	链表
空间占用	连续的物理空间	一般 不连续的物理空间
访问方式	可随机访问😁	只能顺序访问🙁
存储方式	顺序存储，空间不够需要扩容🙁	顺序存储，按需申请和释放 无需扩容😁
插入删除	中间插入需挪动数据，效率低🙁	任意位置插入时间复杂度均为 O(1) 效率高😁
高速缓存 命中率	高😁	低(可能存在其他问题) 🙁

通过对比可以很明显的看出，其实 顺序表 和 链表 是互补的存在，是相辅相成的

不过，这里提到了一个名词 高速缓存命中率

下面简单介绍一下，什么是 高速缓存命中率

高速缓存命中率

在 介绍 高速缓存命中率 之前，先介绍一下 什么是 高速缓存

高速缓存

众所周知，CPU 读取数据是从 内存中读取的，但是 CPU 读取数据的速度 远远远远大于 内存传输数据的速度

所以为了中和 两者之间的差距，在 CPU 和 内存 之间添加了 数据传输速度介于 CPU 和 内存 之间的 存储器寄存器 和 高速缓存

所以目前通用计算机的存储器结构 大致 的示意图如下：

高速缓存 的数据传输速度 一般比 内存 快 5~10 倍，是为了中和 CPU 读取速度 与 内存 传输速度差距过大而被添加的

有了 高速缓存 之后，CPU 读取数据 就会优先从 高速缓存 中读取，所以，内存中比较常用的数据 一般 会被存储到 高速缓存 中

高速缓存命中率

既然，CPU 会优先从 高速缓存 中读取数据，而 高速缓存 中并 不能存储内存中的所有数据 ，那么就一定会存在：

1. CPU 从 高速缓存 中找不到需要的数据，被称为 高速缓存不命中
2. CPU 从 高速缓存 中能找到需要的数据，被称为 高速缓存命中

CPU 从 高速缓存 中 能找到需要数据的次数 与 CPU 从 高速缓存 中 找数据的总次数 的比 就被称为 高速缓存命中率(简称缓存命中率)

那么 为什么 用 顺序表 存储数据 缓存命中率 比 用 链表 存储数据 缓存命中率 高呢？

顺序表及链表的缓存命中率分析

顺序表 和 链表 的逻辑结构都是线性的

但是在实际的内存空间中，顺序表 是连续存放的，而 链表 一般并不是连续存放的

那么，使用顺序表 和 链表 存储数据，在内存中大致的的存储情况应该是这样的：

顺序表：

链表：

假设，这两个结构的数据都 没有被存入高速缓存 中，当 CPU 需要读取数据的时候

CPU 读取数据，如果没有在 高速缓存中 读取到，就会去 内存中 寻找，然后再将 寻找到的数据及其周围的数据 存入 高速缓存中 以提高 缓存命中率

对于 顺序表 ：

如果需要读取 顺序表中的 4 ，高速缓存中没有，那么 CPU 就会再往 内存中 找，找到之后会将 顺序表中的 4 及其周围的一部分数据 一起存入 高速缓存 中。如果 CPU 需要再次访问 顺序表 中其他的数据时，CPU 大概率可以直接从 高速缓存 中找到相应的数据。

如此，顺序表 的 高速缓存命中率 就 高。

对于 链表：

如果需要读取 链表中的 2 ，高速缓存中没有，CPU 同样会去 内存中 找，然后再将 找到的数据及其周围的数据 存入高速缓存。但是，由于 链表中 的数据在内存中一般并 不是按顺序存放 的，所以如果 CPU 需要再次访问 链表 中的其他数据时，很可能不能直接从 高速缓存中 找到。没有找到，就又需要向 内存中 寻找。

所以 链表 的 高速缓存命中率 就 低。

结语

本篇文章是 顺序表 与 链表 的结尾，将 顺序表 与 链表 进行了对比，希望可以让你对 这两种结构有更深刻的理解。

线性的数据结构，四已介绍其二。希望对你有所帮助~

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OK，本篇文章就到这里~

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