Question

至少有两种表示链表的方法：

1.）使用基于数组的链表的表示，其中我们保留std::vector类型

的结构

struct {
    <whatever-type-you-want> item ;
     int   nextitem; 
   }

这里插入到列表中，正在向量上执行push_back（）并给出下一项的适当值。

2）你在哪在RAM中有一组结构。这里插入完成 C ++运算符new。

说第一种方法效率更高是正确的，因为所有项都在内存中的连续位置，因为其中一个方法可能会增长链表比第二种方法更大的尺寸

在第二种方法中，可能存在大量链接列表的内存碎片，因为可能会更早地获得分段错误。

Answer 1

我会反对其他所有人，并说，是的，第一种方法最终可能会更有效率。在第二种方法中，您在堆上分配内存O（N）次--N是列表中的节点数。如果您正在使用向量，那么您只需要进行O（log N）个堆分配。

此外，如果您使用的是64位计算机，如果您处理大量小项目，则在每个节点中保存指针的开销可能会有点过多。使用矢量，您可以使用较小的nextItem - 例如32位而不是64位，如果你要制作一个容纳32位整数的列表，那么内存使用率将会提高1.5。

另一个可能的优化是，如果你事先知道你将处理很多元素，你可以保留一个大的向量，并在很长一段时间内进行单个堆分配。

我最近参加了自动机应用课程，讲师正在为大型数据集实现一些算法。他告诉我们的一种技术正是你表达链表的第一种方法。我有一个课程工作，我尝试实现两种方式（使用指针和矢量和nextItem类的东西）和矢量一个表现得更好（它确实有其他优化，但矢量肯定有一个效果）。

注意其他人

我认为@smilingbuddha所询问的更像是链接列表的集合 - 或者至少是我用过它的东西。例如，使用邻居列表保存图形时。您需要每个节点的所有邻居的链表（或数组或其他）。因此，不是保留链表的数组或向量的向量，而是保持索引数组指向每个节点的最后插入的邻居。

Answer 2

使用向量实现列表是错误的。

我会解释。容器通常设计用于实现某组目标，并且基于这些目标选择底层实现。

向量非常好，因为它具有连续的内存，您可以通过指针算法到达任何单元格。不幸的是，当向量中心插入或删除元素时，向量的性能很差。

列表具有完全相反的意图。导航到列表中的某个点非常耗时，因为您必须关注链接，因为它不是连续的。但是列表的主要目的是允许快速插入，删除，重新排序，拼接，反转等。

因此，将向量视为列表的实现基础（虽然可以完成）实际上并不是看待它的方法。使用向量实现列表基本上意味着您没有任何优势使您首先选择列表。

修改

正如其他人在下面的评论中指出的那样，如果您考虑的是更复杂的实现，那么您肯定可以获得性能优势。

例如，如果你维护一个引用所有指针的向量，并且你努力保持该引用向量的顺序，你可以获得指针算术访问的好处，同时仍然具有相对快速的删除/插入等此外，由于参考向量仅保存指向动态分配对象的指针，因此操作参考向量并不昂贵，并且您仍然不必使用大量连续内存区域（向量将只是NumElements * sizeof（你的架构上的指针）。

你应该看一下std :: deque实现的一些乐趣。它们在通过指针链接的连续内存区域之间有一些有趣的相互作用，以加速插入/删除/其他操作。

Answer 3

恰恰相反;使用您的第一种方法，当您“丢失”存储该项目的向量中的插槽时，从链接列表中删除项目是低效的，并且必须以垃圾收集样式遍历整个列表以发现哪些插槽不是被使用。

关于内存碎片，有很多小分配通常不是问题;实际上，当向量需要连续分配内存时，导致碎片，因为您需要越来越大的连续内存块。此外，每次调整矢量大小时，都会导致复制大块内存。

事实上，你的第一个答案就是妄自尊重内存分配器和内存管理单元的工作。内存分配器的工作是分发小块内存; MMU（以及其他）的工作是确保即使在物理内存中移动时，内存块之间的指针仍然指向相同的逻辑内存。您的nextitem int成员基本上是指针。除非你有非常专业的要求，否则硬件，内核和malloc可以比你做得更好。

Answer 4

你的逻辑是完全倒退的。第一种方法要求内存是连续的，并且只要有足够的连续内存可用就会失败。你的第二种方法可以使用内存，无论是否连续，并将继续工作，直到根本没有内存。

Answer 5

你的第一种方法似乎是混合了两种算法，因此，我认为效率较低。

链表的一个优点是可以轻松插入和删除项目。然而，使用您的方法，他们需要改变数据。你也可以使用一个简单的可调整大小的数组。

此外，数组要求内存是连续的。在某些情况下，在处理大量数据时，您将比使用真正的链表更早耗尽内存，因为有时可能会有一定数量的内存，但不是连续的。

Answer 6

如果从案例＃1中的列表中删除元素，则其余元素的很大一部分可能会使其nextitem索引搞砸。所以＃2是通常的方法，如果正确实现，不会导致任何内存问题，除非你试图在列表或任何其他容器中插入疯狂数量的元素。

哪个是更有效的链表实现？

6 个答案: