探索数据结构：数组与链表

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数据结构是计算机科学中的一个核心概念，它决定了数据存储的方式以及如何高效地操作这些数据。本文将重点介绍两种基本的数据结构——数组和链表。

数组

数组是一种线性数据结构，其中元素按照连续的方式存储在内存中。每个元素可以通过其索引快速访问，这使得数组成为查找操作非常高效的结构。

特点

• 随机访问：通过索引直接访问数组中的任意元素。
• 固定大小：一旦创建，数组的大小通常不能改变。
• 占用连续的内存空间：所有元素在内存中占据连续的空间。

代码示例

下面是一个简单的数组使用示例，用Python编写。

# 创建一个数组
array = [1, 2, 3, 4, 5]

# 访问数组中的元素
print(array[0])  # 输出: 1

# 修改数组中的元素
array[1] = 10
print(array)  # 输出: [1, 10, 3, 4, 5]

链表

链表是由一系列节点组成的集合，每个节点包含数据部分和指向列表中下一个节点的引用（或指针）。与数组不同，链表中的元素不需要连续存储在内存中。

特点

• 动态大小：可以根据需要增加或减少元素。
• 非连续存储：元素可以分散存储在内存的不同位置。
• 插入和删除操作效率高：只需更改相关节点的指针即可完成。

代码示例

下面是一个简单的单向链表实现，同样使用Python。

class Node:
    def __init__(self, data=None):
        self.data = data
        self.next = None

# 创建链表节点
node1 = Node(1)
node2 = Node(2)
node3 = Node(3)

# 连接节点
node1.next = node2
node2.next = node3

# 遍历链表
current = node1
while current:
    print(current.data)
    current = current.next

总结

数组和链表是两种基本但重要的数据结构。选择合适的数据结构对于优化程序性能至关重要。理解它们的特点和适用场景可以帮助开发者做出更好的设计决策。

希望本文能为你提供有关数组和链表的清晰认识。