数据结构入门（3）顺序表和链表
1.线性表
线性表（linear list）是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是一种在实际中广泛使 用的数据结构，常见的线性表：顺序表、链表、栈、队列、字符串...
线性表在逻辑上是线性结构，也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的， 线性表在物理上存储时，通常以数组和链式结构的形式存储。
2.顺序表
1.概念及结构
顺序表是用一段物理地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构，一般情况下采用数组存 储。在数组上完成数据的增删查改。
顺序表一般可以分为：
1. 静态顺序表：使用定长数组存储元素。
2. 动态顺序表：使用动态开辟的数组存储。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
SLDataType* a;//指向动态数组的指针
int size;//数组个数大小
int capacity;//数组的最大容量
}SeqList;2.基本功能接口实现
静态顺序表只适用于确定知道需要存多少数据的场景。静态顺序表的定长数组导致N定大了，空 间开多了浪费，开少了不够用。所以现实中基本都是使用动态顺序表，根据需要动态的分配空间 大小，所以下面我们实现动态顺序表。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int SLDataType;
typedef struct SeqList
{
SLDataType* a;
int size;
int capacity;
}SeqList;
//常用接口
//顺序表初始化
void SeqListInit(SeqList* psl);
// 检查空间，如果满了，进行增容
void CheckCapacity(SeqList* psl);
// 顺序表尾插
void SeqListPushBack(SeqList* psl, SLDataType x);
// 顺序表尾删
void SeqListPopBack(SeqList* psl);
// 顺序表头插
void SeqListPushFront(SeqList* psl, SLDataType x);
// 顺序表头删
void SeqListPopFront(SeqList* psl);
// 顺序表查找
int SeqListFind(SeqList* psl, SLDataType x);
// 顺序表在pos位置插入x
void SeqListInsert(SeqList* psl, size_t pos, SLDataType x);
// 顺序表删除pos位置的值
void SeqListErase(SeqList* psl, size_t pos);
// 顺序表销毁
void SeqListDestory(SeqList* psl);
// 顺序表打印
void SeqListPrint(SeqList* psl);具体实现过程看文章《顺序表接口实现 》
3.需要思考的问题
. 1. 中间/头部的插入删除，时间复杂度为O(N)
2. 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。
3. 增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到 200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。
下面要讲到的链表可以解决上面产生的问题
3.链表
1.概念及结构
概念：链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表 中的指针链接次序实现的 。
可以看到，各个数据元素通过指针次序进行链接，就像一条环环相扣的链子一样，故称之为链表。
链表在逻辑上是连续的，但物理结构中不一定连续，因为每增加一个结点，都会去到堆上动态申请内存空间，这是随机的。
2.链表的分类
1. 单向或者双向
2. 带头或者不带头（也就是平常说的哨兵位）
3. 循环或者非循环
虽然有这么多的链表的结构，但是我们实际中最常用还是两种结构：
3.链表的实现
参考文章《链表接口实现》
4.双向链表的实现
双向链表和单向链表的区别在于它多了一个前驱指针可以指向前面结点而不是像单链表那样还要从头结点开始遍历找到。
这里不再提供双向链表的接口实现，各位同学可以根据单链表的实现自行实现一下，这样可以更加深刻的理解指针的含义。
双向链表的基本功能
// 2、带头+双向+循环链表增删查改实现
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
LTDataType _data;
struct ListNode* next;
struct ListNode* prev;
}ListNode;
// 创建返回链表的头结点.
ListNode* ListCreate();
// 双向链表销毁
void ListDestory(ListNode* plist);
// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* plist);
// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* plist, LTDataType x);
// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* plist);
// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* plist, LTDataType x);
// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* plist);
// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* plist, LTDataType x);
// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);
// 双向链表删除pos位置的结点
void ListErase(ListNode* pos);4.顺序表和链表的区别和联系
链表和顺序表是两种常见的数据结构，它们在存储空间、随机访问、增删查改、应用场景和缓存利用率等方面有一些区别。下面我将从这些角度逐一说明它们的区别：
1. 存储空间： 顺序表使用一段连续的物理内存空间存储数据，而链表则通过节点之间的指针连接来实现数据的存储。顺序表在插入或删除元素时可能会涉及到移动其他元素的操作，而链表的插入和删除操作仅需要调整节点之间的指针，因此链表可以更灵活地利用内存空间。
2. 随机访问：顺序表支持通过索引直接访问元素（时间复杂度O（1）），即可以通过下标快速定位需要的元素。而链表需要从头节点开始遍历，直到找到目标节点（时间复杂度O（N））。因此，顺序表的随机访问速度更快，而链表的访问效率较低。
3. 增删查改： 顺序表的增删操作可能涉及元素的迁移，而链表的增删操作只需要调整节点之间的指针，因此链表在插入和删除操作上更高效。而查找和修改操作方面，顺序表可以直接通过索引定位元素，相对更快速，而链表需要遍历节点进行查找。
4. 应用场景： 顺序表适用于静态数据，即数据量固定且对随机访问和顺序访问的需求较高的场景。链表适用于动态数据，即需要频繁的插入和删除操作的场景，比如实现队列、栈和链表本身。
5. 缓存利用率：顺序表的数据存储在连续的内存空间中，有利于缓存的预加载和利用，提高访问速度。而链表的节点分散在内存中的不同位置，对于缓存的利用不够友好，可能导致缓存不命中，访问速度较慢。
总的来说，顺序表和链表在存储空间、随机访问、增删查改、应用场景和缓存利用率等方面有一些不同。选择使用哪种数据结构应根据具体的需求和场景来进行权衡和权衡。