数据结构单链表之查看数组与链表的方法 | 第六套-1

简介: 数据结构单链表之查看数组与链表的方法 | 第六套-1


一般来说,数组被认为是一种在编译时大小固定的数据结构,数组内存是从数据段(例如全局数组)或堆栈段(例如本地数组)分配的。

类似地,链表被认为是一种大小不固定的数据结构,并且在需要时从堆部分(例如使用 malloc() 等)分配内存。从这个意义上讲,数组被视为静态数据结构(驻留在数据或堆栈部分),而链表被视为动态数据结构(驻留在堆部分)。数组和链表的内存表示可以可视化如下:

由 1、2、3 和 4 初始化的 4 个元素(整数类型)的数组。假设这些元素分别分配在内存地址 0x100、0x104、0x108 和 0x10C。

[(1)] [(2)] [(3)] [(4)]
0x100 0x104 0x108 0x10C

一个有 4 个节点的链表,每个节点都有一个整数作为数据,这些数据用 1、2、3 和 4 初始化。假设这些节点是通过 malloc() 分配的,为它们分配的内存是 0x200、0x308、0x404 和 0x20B分别。

[(1), 0x308] [(2),0x404] [(3),0x20B] [(4),NULL]  
  0x200 0x308 0x404 0x20B  

任何对数组和链表了解甚少的人可能对上述解释不感兴趣。我的意思是,众所周知,数组元素按顺序分配内存,即连续内存,而链表的节点在内存中是不连续的。虽然这听起来微不足道,但这是数组和链表之间最重要的区别。应该注意的是,由于这种连续与非连续内存,数组和链表是不同的。事实上,正是这种差异导致了数组与链表的区别!在接下来的部分中,我们将尝试进一步探讨这个想法。


由于数组的元素在内存中是连续的,我们可以使用索引随机访问任何元素,例如 intArr[3] 将直接访问数组的第四个元素。(对于新手,数组索引从 0 开始,这就是为什么第四个元素索引为 3)。此外,由于数组中连续元素的连续内存,不需要额外的信息存储在单个元素中,即没有数组中元数据的开销。与此相反,链表节点在内存中是不连续的。这意味着我们需要某种机制来遍历或访问链表节点。为了实现这一点,每个节点都存储下一个节点的位置,这构成了从一个节点到下一个节点的链接的基础。因此,它被称为链表。虽然在链表中存储下一个节点的位置是开销,但它是必需的。通常,

struct llNode
{
int dataInt;
struct llNode * nextNode; 
};

因此数组元素在内存中是连续的,因此不需要任何元数据。并且链表节点在内存中是不连续的,因此需要下一个节点位置形式的元数据。除了这个区别,我们可以看到数组可能有几个未使用的元素,因为内存已经分配了。但是链表将只有所需的编号。数据项。以上所有关于数组和链表的信息在几本教科书中都以不同的方式提到过。


如果我们需要从堆部分(即在运行时)分配数组内存和从数据/堆栈部分分配链表内存怎么办。首先,有可能吗?在此之前,有人可能会问为什么有人需要这样做?现在,我希望剩下的文章能让你重新思考数组与链表的概念


现在考虑我们需要在数组中存储某些数据的情况(因为数组由于连续内存而具有随机访问的特性)但我们不知道总大小先验。一种可能性是在运行时从堆分配此数组的内存。例如,如下:

int * dynArr = (int *)malloc(sizeof(int)*arrSize);

尽管该数组的内存是从堆分配的,但仍然可以通过索引机制(例如 dynArr[i])访问元素。基本上,基于编程问题,我们结合了数组的一个好处(即元素的随机访问)和链表的一个好处(即延迟内存分配到运行时和从堆分配内存)。拥有这种类型的动态数组的另一个优点是这种在运行时从堆分配数组的方法可以减少代码大小(当然,这取决于某些其他因素,例如程序格式等)


目录
相关文章
|
存储 机器学习/深度学习 算法
C 408—《数据结构》算法题基础篇—链表(下)
408考研——《数据结构》算法题基础篇之链表(下)。
500 30
|
存储 算法 C语言
C 408—《数据结构》算法题基础篇—链表(上)
408考研——《数据结构》算法题基础篇之链表(上)。
726 25
|
机器学习/深度学习 存储 C++
【C++数据结构——线性表】单链表的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
本内容介绍了单链表的基本运算任务,涵盖线性表的基本概念、初始化、销毁、判定是否为空表、求长度、输出、求元素值、按元素值查找、插入和删除数据元素等操作。通过C++代码示例详细解释了顺序表和链表的实现方法,并提供了测试说明、通 - **任务描述**:实现单链表的基本运算。 - **相关知识**:包括线性表的概念、初始化、销毁、判断空表、求长度、输出、求元素值、查找、插入和删除等操作。 - **测试说明**:平台会对你编写的代码进行测试,提供测试输入和预期输出。 - **通关代码**:给出了完整的C++代码实现。 - **测试结果**:展示了测试通过后的预期输出结果。 开始你的任务吧,祝你成功!
618 5
|
数据库
数据结构中二叉树,哈希表,顺序表,链表的比较补充
二叉搜索树,哈希表,顺序表,链表的特点的比较
数据结构中二叉树,哈希表,顺序表,链表的比较补充
|
存储 缓存 算法
在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式
在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式,强调了合理选择数据结构的重要性,并通过案例分析展示了其在实际项目中的应用,旨在帮助读者提升编程能力。
493 5
|
C语言
【数据结构】栈和队列(c语言实现)(附源码)
本文介绍了栈和队列两种数据结构。栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,遵循“先进后出”原则;队列则在一端插入、另一端删除,遵循“先进先出”原则。文章详细讲解了栈和队列的结构定义、方法声明及实现,并提供了完整的代码示例。栈和队列在实际应用中非常广泛,如二叉树的层序遍历和快速排序的非递归实现等。
1194 10
|
存储 算法
非递归实现后序遍历时,如何避免栈溢出?
后序遍历的递归实现和非递归实现各有优缺点,在实际应用中需要根据具体的问题需求、二叉树的特点以及性能和空间的限制等因素来选择合适的实现方式。
383 59
|
10月前
|
编译器 C语言 C++
栈区的非法访问导致的死循环(x64)
这段内容主要分析了一段C语言代码在VS2022中形成死循环的原因,涉及栈区内存布局和数组越界问题。代码中`arr[15]`越界访问,修改了变量`i`的值,导致`for`循环条件始终为真,形成死循环。原因是VS2022栈区从低地址到高地址分配内存,`arr`数组与`i`相邻,`arr[15]`恰好覆盖`i`的地址。而在VS2019中,栈区先分配高地址再分配低地址,因此相同代码表现不同。这说明编译器对栈区内存分配顺序的实现差异会导致程序行为不一致,需避免数组越界以确保代码健壮性。
213 0
栈区的非法访问导致的死循环(x64)
|
存储 C语言 C++
【C++数据结构——栈与队列】顺序栈的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
本关任务:编写一个程序实现顺序栈的基本运算。开始你的任务吧,祝你成功!​ 相关知识 初始化栈 销毁栈 判断栈是否为空 进栈 出栈 取栈顶元素 1.初始化栈 概念:初始化栈是为栈的使用做准备,包括分配内存空间(如果是动态分配)和设置栈的初始状态。栈有顺序栈和链式栈两种常见形式。对于顺序栈,通常需要定义一个数组来存储栈元素,并设置一个变量来记录栈顶位置;对于链式栈,需要定义节点结构,包含数据域和指针域,同时初始化栈顶指针。 示例(顺序栈): 以下是一个简单的顺序栈初始化示例,假设用C语言实现,栈中存储
845 77
|
10月前
232.用栈实现队列,225. 用队列实现栈
在232题中,通过两个栈(`stIn`和`stOut`)模拟队列的先入先出(FIFO)行为。`push`操作将元素压入`stIn`,`pop`和`peek`操作则通过将`stIn`的元素转移到`stOut`来实现队列的顺序访问。 225题则是利用单个队列(`que`)模拟栈的后入先出(LIFO)特性。通过多次调整队列头部元素的位置,确保弹出顺序符合栈的要求。`top`操作直接返回队列尾部元素,`empty`判断队列是否为空。 两题均仅使用基础数据结构操作,展示了栈与队列之间的转换逻辑。

热门文章

最新文章