一文搞懂线性表中的数组、链表、队列、栈

数组

数组是一种最基本的数据结构，它由一组连续的内存空间组成，用于存储一组具有相同类型的数据。数组中的每个元素都有一个唯一的下标，可以用来访问该元素。数组支持随机访问，这意味着您可以通过下标直接访问数组中的任何元素。

数组的优点：

• 访问速度快，时间复杂度为O(1)；
• 实现简单，易于理解和使用；
• 可以在数组上实现多种操作，如查找、插入、删除等。

数组的缺点：

• 数组的大小是固定的，一旦创建就不能改变；
• 数组在插入或删除元素时，需要移动其他元素，时间复杂度为O(n)；
• 数组不适合存储大量数据。

链表

链表是一种由一系列节点组成的线性表。每个节点包含一个数据元素和指向下一个节点的指针。链表可以动态地增长和缩小，并且可以插入或删除元素而不需要移动其他元素。

链表的优点：

• 可以动态地增长和缩小，不需要预先分配内存空间；
• 插入或删除元素不需要移动其他元素，时间复杂度为O(1)；
• 可以存储大量的数据。

链表的缺点：

• 访问速度慢，时间复杂度为O(n)；
• 实现比数组复杂，需要维护节点和指针；
• 不支持随机访问，只能通过遍历链表来查找元素。

队列

队列是一种先进先出（FIFO）的线性表。队列中的元素只能从队尾插入，只能从队头取出。队列常用于处理需要按顺序处理的数据，如打印任务队列、消息队列等。

队列的优点：

• 实现简单，易于理解和使用；
• 可以高效地插入和删除元素，时间复杂度为O(1)；
• 适用于处理需要按顺序处理的数据。

队列的缺点：

• 不支持随机访问，只能从队头取出元素；
• 队列中的元素不能直接修改，只能通过出队和入队来改变队列中的元素。

栈

栈是一种先进后出（LIFO）的线性表。栈中的元素只能从栈顶插入和取出。栈常用于处理需要按相反顺序处理的数据，如函数调用栈、计算器栈等。

栈的优点：

• 实现简单，易于理解和使用；
• 可以高效地插入和删除元素，时间复杂度为O(1)；
• 适用于处理需要按相反顺序处理的数据。

栈的缺点：

• 不支持随机访问，只能从栈顶取出元素；
• 栈中的元素不能直接修改，只能通过出栈和入栈来改变栈中的元素。

总结

数组、链表、队列和栈都是重要的线性表数据结构，它们都有各自的优缺点和应用场景。在实际应用中，需要根据具体的需求选择合适的数据结构。

数据结构	访问速度	插入/删除元素	随机访问	动态增长	适用场景
数组	O(1)	O(n)	是	否	存储少量数据、随机访问频繁
链表	O(n)	O(1)	否	是	存储大量数据、插入/删除元素频繁
队列	O(1)	O(1)	否	是	处理需要按顺序处理的数据
栈	O(1)	O(1)	否	是	处理需要按相反顺序处理的数据