聊聊数组与链表，栈与队列

数组与链表对于每一门编程语言来说都是重要的数据结构之一。数组是一段内存连续的，有序的元素序列，大小固定，初始化时需要指定可承载的元素个数; 链表是非连续、非顺序的存储结构, 数据元素的顺序是通过指针链接实现的。

开发中选择数组还是链表，这就要结合场景和它们各自优缺点.

数组的优缺点

数组的内存是连续, 连续有什么意义，它内存地址是连续的, 比如创建一个new Object[5], 假如第一个内存地址是init_address, 第二个地址就是init_address + 1。所有数组随机访问很快，访问第某个元素,用初始的地址加上下标就能找到啦， 数组遍历也很快。 数组的大小固定, 数组在元素删除和添加就带来一点麻烦，在实际开发中通常使用数组容器，比如 java 的ArrayList，ArrayList有个默认数组容量, 为10。 ArrayList.add方法中当添加第11个元素时，需要扩容创建一个新的数组，还需要把原数组的元素复制到新的数组。假如 ArrayList当前有8个元素，当移除第5个元素时，并不是简单把第5个元素设置为null, 还要把第6 - 8 个元素都往前挪移1位。当ArrayList的元素是int等基本类型，会涉及到装箱和拆箱，相对与直接使用Int数组性能会稍微差一点，但是有时方便，牺牲一点性能也可以。

链表的优缺点

链表的元素通过指针链接, 故大小是无限，只要不爆内存，不需要像数组那样扩容。链表的添加和删除就相对简单点，下面以单链表为例，添加一个元素，把上一个元素的next指针指向一个新的元素即可; 假如该链表有3个元素，当删除第2个元素时，把第一个元素的next指针指向第3个元素。链表元素遍历相对数组慢一点，而且随机访问第某个元素也相对麻烦，需要遍历。

链表根据结构通常可以分为：单链表、双向链表、循环链表。

单链表：

双向链表:

循环链表:

单链表中有环:

上面图中有个单链表中有环，需要注意一下，在使用单链表时，在遍历过程, 以最后元素的next指针为null作为结束的标志，但是如果出现如图的情况，就会出现死循环。对于链表的代码实现，不多说，可以看java中LinkedList类, LinkedList实现了双向链表。

栈与队列

栈是一种操作受限的线性表, 仅允许在一端进行插入和删除运算, 后进者先出，先进者后出。举个形象点的例子，有个硬币大的杯子，往杯子里一个个地放硬币， 所有取硬币只能从顶部一个个取出。(不能倒，杯子用502黏住啦) 这里的硬币就是程序里的元素，而这个杯子就是"栈"。

怎么实现一个栈？

上面提到数组和链表都可以实现。以数组实现为例，简单描述一下，压栈(意思是放一个元素)过程只要按顺序依次放到数组的index里，从index=0开始; 数组可以访问任意index的元素，而出栈(意思是取一个元素)只能从顶部出, 所以需要限制数组里元素的访问，取出时只能从装有元素中最大index中取出即可。当然压栈时数组也可能需要扩容，一些细节就不多说啦, java中Stack类就是一个实现栈的例子。

队列也是一种操作受限的线性表, 只允许在表的一端进行删除操作，而在另一端进行插入操作，先进者先出。来个形象的例子，有个一根玻璃球大的水管, 倾斜着放(假设左边高右边低)，在左边不停地放入球，球就会从右边出, 而这水管就可以简单理解为"队列"。队列也可以使用数组或者链表实现。