线性结构数据——列表和链表（完）

内容概要

　　一、列表与数组的区别

　　二、链表介绍

　　三、单链表与双链表

　　四、列表与链表优缺点

 

1、列表与数组的区别

　　列表与数组的相同点

　　　　列表与数据中的元素都是紧挨着的

　　　　空间也是确定的（列表添加或者删除时，其实是重新开了一份空间，将原来的数据加上要添加的数据一起拷贝到那里）

 

　　列表与数组的不同点

　　　　数组只能存储相同类型的数据

　　　　列表可以实现存储不同类型的数据

 

　　　　对于一个整形数组，必须有数组起始内存地址，数据的长度跨度以及数据的解析方式

　　其实列表存储的每一个元素的长度也是等长的，它存储数据的方式类似于c语言的指针数组

　　　　python的列表存储方式

　　　　列表存储的每一个地址的长度是等长的。但与c语言还是有些不一样，c语言的指针数组中的指针类型是一致的，也就是说指针指向的数据类型都是一样的；而python列表指向的

　　　　数据的类型可以不一样  **python是怎么知道列表地址指向的数据的类型的？**

 

　　　　尝试c语言的void指针列表，看是否能够模拟列表的功能

#include <stdio.h>

int main(void){
    
    void *array[10];
    int a = 10;
    float b = 1.2;
    long c = 24;
    char str[20] = "hello world";
    
    array[0] = &a;
    array[1] = &b;
    array[2] = &c;
    array[3] = str;
    
    // 其实就是尝试解引用一个void指针
    // printf("%d\n", *array[0]);
    printf("%d\n", *(int *)array[0]);
    
    // printf("%f\n", *array[1]);
    printf("%f\n", *(float *)array[1]);
    
    // printf("%s\n", *array[3]);
    printf("%s\n", (char *)array[3]);
    return 0/
}

 

2、链表

　　链表也是种线性数据结构

　　　　与列表和数组不同的是，链表存储的数据是分散的，但是分散的数据彼此之间又存在联系，构成一条近似线性的数据结构

　　　　这样每个空间被称为节点，每个节点有数据域以及一个指向下一个节点的指针

 

3、单链表与双链表

　　-单链表结构示意图（这是用c语言实现的链表数据结构）

 

　　　　利用python实现单链表

class Node:
    def __init__(self, val):
        self.val = val  # 该节点存放的数据
        self.next = None  # 指向下一个节点的指针


a = Node(1)
b = Node(2)
c = Node(3)

# 连接每个节点
a.next = b
b.next = c

print(a.val)
print(a.next.val)
print(a.next.next.val)

 

 

　　-双链表结构示意图

 

　　双链表代码实现

class Node:
    def __init__(self, val):
        self.val = val  # 该节点存放的数据
        self.next = None  # 指向下一个节点的指针
        self.previous = None

 

　　双链表与单链表不同的是

　　　　单链表只能依次向下访问元素，而不能够自下而上访问之前的元素

　　　　只要知道双链表中的任意一个节点，就能遍历整个双链表

 

4、列表与链表的优缺点

 　　列表与链表的优缺点

　　　　如果使用列表下标查找数据，此次查询操作的时间复杂度为O(1)；列表的下标操作实际是通过列表首元素地址+每个地址长度*下标数得到对应元素的内存地址，实现快速查找

　　　　如果要找某个元素是否存在，两种方式的时间复杂度都为O(n)；

　　　　如果在列表末尾或者是在链表中插入节点，那么两种方法的时间复杂度都可以视为O(1)

 

　　　　不同的是

　　　　　　链表在插入和删除时，时间复杂度为O(1)；而列表的插入和删除操作的时间复杂度为O(n)

　　　　　　链表在内存允许下，能无限添加；而列表的添加实质是拷贝

 

***完***