数据结构与算法分析:(三)链表(上)
一、什么是链表? 链表是一种物理上 非连续 、 非顺序 的存储结构,数据元素之间的顺序是通过每个元素的 指针 (类似C语言中的指针,Java中是引用)关联的。 链表由一系列节点组成,每个节点一般至少会包含两部分信息:一部分是元素数据本身,另一部分是指向下一个元素地址的“指针”。这样的存储结构让链表相比其他线性的数据结构来说,操作会复杂一些。 说到链表,我们经常拿来与数组比。我们先看下面一张图再来对比它们的各自的优劣。 从图中我们看到,数组需要一块 连续 的内存空间来存储,对内存的要求比较高。如果我们申请一个 100MB 大小的数组,当内存中没有连续的、足够大的存储空间时,即便内存的剩余总可用空间大于 100MB,仍然会申请失败。 而链表恰恰相反,它并不需要一块连续的内存空间,它通过“指针”将一组零散的内存块串联起来使用,所以如果我们申请的是 100MB 大小的链表,根本不会有问题。 这里先思考一下下面这个问题。 Q:数组在实现上为什么使用的是连续的内存空间? A:可以借助 CPU 的缓存机制,预读数组中的数据,所以访问效率更高。而链表在内存中并不是连续存储,所以对 CPU 缓存不友好,没办法有效预读。 Q:上一答案中CPU缓存机制指的是什么?为什么就数组更好了? A: CPU在从内存读取数据的时候,会先把读取到的数据加载到CPU的缓存中