前言
线性表是最基础的数据结构之一，其中顺序表与链表分别代表两种存储方式：
- 顺序表 （Sequential List）：底层用数组实现，要求内存连续，典型代码以
int data[N]或动态分配的malloc/realloc数组形式出现。 - 链表 （Linked List）：由一系列节点（node）通过指针互相连接，每个节点包含数据域和指针域，可分为单向、双向或循环链表等多种形式。
一、储存空间上的不同
顺序表与链表在物理和逻辑存储布局上差异显著：
- 顺序表 的所有元素在内存中连续分布，数组首地址已知，通过下标即可计算任意元素地址。
- 链表 的节点由
malloc（或其他分配方法）逐个分配，物理地址不连续 ，节点间仅靠指针（如next）维系逻辑顺序 。 - 链表每个节点需额外存储指针域，若单向链表，则每个元素至少比顺序表多消耗一个机器字大小（如 4 或 8 字节）。
二、随机访问的不同
访问效率是两者最显著的对比点：
- 顺序表 ：支持随机访问 ，直接通过
data[i]计算偏移并读取，时间复杂度 O(1)。 - 链表 ：不支持 随机访问，访问第 i 个节点必须从头节点开始沿
next指针逐个跳转，时间复杂度 O(N) 。
三、任意位置插入或者删除元素的不同
中间位置的增删操作体现了两者的权衡：
- 顺序表 ：在位置 i 处插入或删除需将下标 ≥ i 的所有元素向后（或向前）移动一格，最坏情况需移动 N--i 个元素，时间复杂度 O(N)。
- 链表 ：若已定位到第 i --1 个节点，仅需改变少量指针（例如
prev->next = newNode; newNode->next = curr;），插入/删除本身 操作为常数时间 O(1) ；但若定位节点也需遍历，则整体为 O(N)。
四、插入（添加元素）的不同
尾部或动态扩展时的实现差异：
- 顺序表尾插 ：若当前容量足够，可在末尾直接写入，时间复杂度 O(1) ；若容量不足，则需调用
realloc以几何增长 （通常倍增）策略扩容，单次扩容 O(N) ，但摊销后每次插入仍为 O(1)。 - 扩容开销 ：
realloc可能搬移全部数据，且扩容后的空余空间在短期内未被使用会造成浪费。 - 链表尾插 ：需调用
malloc为新节点分配内存并调整末尾指针，时间复杂度 O(1) ，但频繁malloc/free带来系统调用开销，且内存碎片可能增加。
五、应用场景不同
根据操作特性选择数据结构：
- 顺序表适用 ：
- 需要频繁随机访问，如实现静态查表、快速索引等场景。
- 元素总量事先已知或变动不大，减少扩容成本。
- 链表适用 ：
- 频繁中间插入或删除，如实现任务调度队列、图的邻接表、内存块管理等。
- 数据量动态变化大、无法预估最大规模，且对随机访问需求不高。
六、缓存利用率的不同
现代 CPU 的缓存机制对两者影响巨大：
- 顺序表 ：因内存连续，读取一个元素时缓存行会预取相邻数据，带来高空间局部性 和高缓存命中率。
- 链表 ：节点零散分布，指针跳转导致频繁Cache Miss，无法有效预取，访问延迟明显增大。
总结
| 比较维度 | 顺序表（Array） | 链表（Linked List） |
|---|---|---|
| 存储空间 | 物理 & 逻辑连续；无额外指针开销 | 物理不连续；每节点需存储至少一个指针 |
| 随机访问 | 支持，O(1) | 不支持，O(N) |
| 任意位置增删 | 需整体搬移，O(N) | 已定位时仅改指针，O(1)；定位成本 O(N) |
| 尾部插入 & 扩容 | 尾插 O(1)（容量足够），扩容 O(N)（摊销 O(1)） | 需 malloc O(1)（含分配开销），无整体扩容 |
| 典型应用场景 | 随机访问，元素量稳定 | 中间插入/删除频繁，元素量动态 |
| 缓存局部性 | 高空间局部性，高命中率 | 低空间局部性，频繁 Cache Miss |