线性表→顺序表→链表 逐个击破

一. 线性表

1. 前言

　　线性表，全名为线性存储结构。使用线性表存储数据的方式可以这样理解，即 “ 把所有(一对一逻辑关系的)数据用一根线儿串起来，再存储到物理空间中 ”。这根线有两种串联形式，如下图，即顺序存储(集中存放)和链式存储(分散存放)。

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　　图 3a) 是多数人想到的存储方式，而图 3b) 却少有人想到。我们知道，数据存储的成功与否，取决于是否能将数据完整地复原成它本来的样子。如果把图 3a) 和图 3b) 线的一头扯起，你会发现数据的位置依旧没有发生改变。因此可以认定，这两种存储方式都是正确的。

引出线性表的定义：

　　将具有“一对一”关系的数据“线性”地存储到物理空间中，这种存储结构就称为线性存储结构（简称线性表）。

PS：使用线性表存储的数据，如同向数组中存储数据那样，要求数据类型必须一致，也就是说，线性表存储的数据，要么全不都是整形，要么全部都是字符串。一半是整形，另一半是字符串的一组数据无法使用线性表存储。

​2. 顺序结构和链式结构

线性表存储数据可细分为以下 2 种：

　　如图 3a) 所示，将数据依次存储在连续的整块物理空间中，这种存储结构称为顺序存储结构（简称顺序表）；

　　如图 3b) 所示，数据分散的存储在物理空间中，通过一根线保存着它们之间的逻辑关系，这种存储结构称为链式存储结构（简称链表）；

也就是说，线性表存储结构可细分为顺序存储结构和链式存储结构。

3. 前驱和后继

　　数据结构中，一组数据中的每个个体被称为“数据元素”（简称“元素”）。对于具有“一对一”逻辑关系的数据，我们一直在用“某一元素的左侧（前边）或右侧（后边）”这样不专业的词，其实线性表中有更准确的术语：

• 某一元素的左侧相邻元素称为“直接前驱”，位于此元素左侧的所有元素都统称为“前驱元素”；

• 某一元素的右侧相邻元素称为“直接后继”，位于此元素右侧的所有元素都统称为“后继元素”；

以图 1 数据中的元素 3 来说，它的直接前驱是 2 ，此元素的前驱元素有 2 个，分别是 1 和 2；同理，此元素的直接后继是 4 ，后继元素也有 2 个，分别是 4 和 5。如图下图所示：

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二. 顺序表

1. 简介

　　顺序表，全名"顺序存储结构"，是线性表的一种。我们知道线性表是用来存储逻辑关系为 "一对一" 的数据，顺表也不例外。顺序表存储数据时，会提前申请一整块足够大小的物理空间，然后将数据依次存储起来，存储时做到数据元素之间不留一丝缝隙。

　　例如，使用顺序表存储集合 {1,2,3,4,5}，数据最终的存储状态如下图：

　　由此我们可以得出，将“具有 '一对一' 逻辑关系的数据按照次序连续存储到一整块物理空间上”的存储结构就是顺序存储结构。

　　顺序表存储数据同数组非常接近。其实，顺序表存储数据使用的就是数组。

三. 链表

1. 简介

　链表，别名链式存储结构 或 单链表，也是线性表的一种，用于存储逻辑关系为 "一对一"的数据。与顺序表不同，链表不限制数据的物理存储状态，换句话说，使用链表存储的数据元素，其物理存储位置是随机的。

　　例如，用链表存储 {1,2,3}，数据的物理存储空间如下：

​ 　　上图根本无法体现出各数据之间的逻辑关系，对此，链表的解决方案是，每个数据元素在存储时都配备一个指针，用于指向自己的直接后继元素。如下图：

​ 　　由此我们得出：数据元素随机存储，并通过指针表示数据之间逻辑关系的存储结构就是链式存储结构。

2. 链表的节点

　　链表中每个数据的存储都由以下两部分组成：

　　(1). 数据元素本身，其所在的区域称为 数据域；

　　(2). 指向直接后继元素的指针，其所在的区域称为 指针域； 如下图所示：

　　链表实际存储的是一个一个节点，真正的数据元素包含在这些节点中，如下图所示：

​3. 头节点、头指针和首元节点

　　一个完整的链表需要由以下几部分构成：

　　(1). 头指针：一个普通的指针，它的特点是永远指向链表第一个节点的位置。很明显，头指针用于指明链表的位置，便于后期找到链表并使用表中的数据；

　　(2). 节点：链表中的节点又细分为头节点、首元节点和其他节点：

　　　　A. 头节点：其实就是一个不存任何数据的空节点，通常作为链表的第一个节点。对于链表来说，头节点不是必须的，它的作用只是为了方便解决某些实际问题；

　　　　B. 首元节点：由于头节点（也就是空节点）的缘故，链表中称第一个存有数据的节点为首元节点。首元节点只是对链表中第一个存有数据节点的一个称谓，没有实际意义；

　　　　C. 其他节点：链表中其他的节点；

　　因此，一个存储 {1,2,3} 的完整链表结构为：

​　　注：链表中有头节点时，头指针指向头节点；反之，若链表中没有头节点，则头指针指向首元节点。

原文链接：第二节：线性表→顺序表→链表 逐个击破