數組特征:連續性、查詢快(底層使用下標)、有序。
數據刪除原理:把要刪除的元素后面的數據向前移動一位,將最后的一個元素置空(null)。
指定下標原理:把要插入的元素的數據及后邊的元素向后移動一位,然后將新插入元素覆蓋之前下標位置的元素。
鏈表分為:單向鏈表、雙向鏈表,頭和尾、節點(node)。
節點包含:節點內容、下一個節點內容(nextNode)、上一個節點內容(preNode)。
單向鏈表與雙向鏈表的區別

LinkeList原理
LinkedList 和 ArrayList 一樣,都實現了 List 接口,但其內部的數據結構有本質的不同。LinkedList 是基於鏈表實現的(通過名字也能區分開來),所以它的插入和刪除操作比 ArrayList 更加高效。但也是由於其為基於鏈表的,所以隨機訪問的效率要比 ArrayList 差。
LinkeList源碼分析
transient int size = 0;
/**
* Pointer to first node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
* (first.prev == null && first.item != null)
*/
transient Node<E> first;
/**
* Pointer to last node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
* (last.next == null && last.item != null)
*/
transient Node<E> last;
first作用:目的是為了查詢,從哪里開始(first)到哪里結束(下標結束)
last作用: 目的是為了添加元素,因為添加元素要從尾部開始,除了指定添加元素的下標位置。
添加原理:在last節點后繼續添加元素。
查詢原理:默認從first開始進行next查詢。
LinkedList數據結構原理
LinkedList底層的數據結構是基於雙向循環鏈表的,且頭結點中不存放數據,如下:

既然是雙向鏈表,那么必定存在一種數據結構——我們可以稱之為節點,節點實例保存業務數據,前一個節點的位置信息和后一個節點位置信息,如下圖所示:

數組和鏈表結構對比

數組 是將元素在內存中連續存放,由於每個元素占用內存相同,可以通過下標迅速訪問數組中任何元素。但是如果要在數組中增加一個元素,需要移動大量元素,在內存中空出一個元素的空間,然后將要增加的元素放在其中。同樣的道理,如果想刪除一個元素,同樣需要移動大量元素去填掉被移動的元素。如果應用需要快速訪問數據,很少插入和刪除元素,就應該用數組。

鏈表 中的元素在內存中不是順序存儲的,而是通過存在元素中的指針聯系到一起,每個結點包括兩個部分:一個是存儲 數據元素 的 數據域,另一個是存儲下一個結點地址的 指針。
如果要訪問鏈表中一個元素,需要從第一個元素開始,一直找到需要的元素位置。但是增加和刪除一個元素對於鏈表數據結構就非常簡單了,只要修改元素中的指針就可以了。如果應用需要經常插入和刪除元素你就需要用鏈表。
內存存儲區別
數組從棧中分配空間, 對於程序員方便快速,但自由度小。
鏈表從堆中分配空間, 自由度大但申請管理比較麻煩.
邏輯結構區別
數組必須事先定義固定的長度(元素個數),不能適應數據動態地增減的情況。當數據增加時,可能超出原先定義的元素個數;當數據減少時,造成內存浪費。
鏈表動態地進行存儲分配,可以適應數據動態地增減的情況,且可以方便地插入、刪除數據項。(數組中插入、刪除數據項時,需要移動其它數據項)
總結
1、存取方式上,數組可以順序存取或者隨機存取,而鏈表只能順序存取;
2、存儲位置上,數組邏輯上相鄰的元素在物理存儲位置上也相鄰,而鏈表不一定;
3、存儲空間上,鏈表由於帶有指針域,存儲密度不如數組大;
4、按序號查找時,數組可以隨機訪問,時間復雜度為O(1),而鏈表不支持隨機訪問,平均需要O(n);
5、按值查找時,若數組無序,數組和鏈表時間復雜度均為O(1),但是當數組有序時,可以采用折半查找將時間復雜度降為O(logn);
6、插入和刪除時,數組平均需要移動n/2個元素,而鏈表只需修改指針即可;
7、空間分配方面:
數組在靜態存儲分配情形下,存儲元素數量受限制,動態存儲分配情形下,雖然存儲空間可以擴充,但需要移動大量元素,導致操作效率降低,而且如果內存中沒有更大塊連續存儲空間將導致分配失敗;
鏈表存儲的節點空間只在需要的時候申請分配,只要內存中有空間就可以分配,操作比較靈活高效;
ArrayList查詢速度快:可以通過下標查詢,所以效率很高。
LinkedList查詢速度慢:因為LinkedList底層使用的是鏈表結構,鏈表沒有下標,查詢數據的時候需要一個個遍歷查詢所以導致查詢效率慢(從first-->last)。
