使用C#的同学对List应该并不陌生,我们不需要初始化它的大小,并且可以方便的使用Add和Remove方法执行添加和删除操作,但却可以使用下标来访问它的数据,它是我们常说的链表吗?

     List<int> ls = new List<int>();
    ls.Add(1);
    Console.WriteLine(ls[0]); //输出 1

先简单回顾一下链表的概念。

什么是链表

链表是一种线性表数据结构,在内存中它可以是非连续的,通过在每个结点中使用指针存储下一个结点的地址来实现逻辑顺序。一个结点由两部分组成:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域

链表由很多种类,常见的有:单链表、双链表和循环链表,它们实现的原理差别不大,相对于单链表只是多添加了一些特定的功能,所以今天主要讲解最简单、最常用的单链表。

单链表添加、删除结点

由于链表是通过指针来指向下一个结点,所以添加和删除操作需要改变指针的指向即可。并且它们的时间复杂度都是O(1).

单链表查找指定结点

数组可以通过下标和寻址公式使用O(1)的时间复杂度来访问指定结点,但是由于链表结点在内存中可以是非连续的,无法通过寻址公式计算对应的内存地址,所以要查找一个结点就只能依次遍历,时间复杂度为O(n).

C#中的List

既然链表不能通过下标访问,那上面例子中ls[0]为什么会输出1呢?

查看源码,首先从它的Add方法开始,在vs中点击f12进入,发现跳转到List类内部的SynchronizedList类中,Add函数定义如下

    public void Add(T item)
  {
       lock (_root)
      {
           _list.Add(item);
      }
  }

目前还没有看出什么问题,继续查看 _list.Add方法

    public void Add(T item)
  {
       if (_size == _items.Length)
      {
           //确保不超出容量,否则会执行扩容操作
           EnsureCapacity(_size + 1);
      }

       _items[_size++] = item;
       _version++;
  }

_items[_size++] = item这句看起来是不是很眼熟,不就是向数组中添加一个元素嘛。为了严谨,我们再查看_items是什么

    private const int _defaultCapacity = 4;
private T[] _items;
private int _size;
private int _version;

果不其然,_items就是一个泛型数组,并且还有_size_version等其他字段

原来List其实并不是链表,在内存中它也是使用数组来进行存储的,只是对添加、删除等操作进行了封装,并且使其能够“自动扩容”。

LinkedList链表

这才是C#中真正的链表,不过它不是最简单的单链表,而是一个双链表。单链表只有一个指针结点指向它的下一个元素,而双链表中每个结点有两个指针结点,一个指向它的下一个元素,另一个指向它的上一个元素。

下面是LinkedListNode的部分源码,可以看到它包含一个next指针和一个prev指针。

    internal LinkedList<T> list;
internal LinkedListNode<T> next;
internal LinkedListNode<T> prev;

具体怎么使用,这里就不具体讲解了,看官方文档也比较容易理解。

链表和数组的区别

ok,现在我们对数组和链表都有了一定程度上的了解,那能不能归纳出它们之间有哪些区别呢?对数组有不清楚的地方,可以查看文章为什么数组从0开始编号

  1. 从逻辑结构上看,它们都是属于线性表这个数据结构

  2. 从内存上来看,数组是顺序存储,占用一块连续的内存,大小固定,扩容成本大;链表是链式存储,也就是非连续的,并且因为它多了一个指针,所以不存在大小限制,天然支持动态扩容,但占用的内存也更大。

  3. 访问操作:数组可以支持“随机访问”,O(1)的时间复杂度;链表需要按顺序逐个访问,O(n)的时间复杂度.

  4. 添加和删除操作:数组的时间复杂度为O(n); 链表的时间复杂度为O(1)

  5. 操作系统内存管理方面,借助CPU的缓存机制,可以预读数组的内容,所以访问效率更高,而链表则不行。

总结

C#中List是链表吗?为什么可以通过下标访问的更多相关文章

  1. 如何在程序中给word文档加上标和下标

    如何在程序中给word文档加上标和下标 上标或下标是一个小于普通行格式的数字,图形,标志或者指示通常它的设置与行相比偏上或偏下.下标通常显示于或者低于基准线,而上标则高于.上标和下标通常被用于表达公式 ...

  2. C++中public,protected,private派生类继承问题和访问权限问题

    C++中public,protected,private派生类继承问题和访问权限问题 当一个子类从父类继承时,父类的所有成员成为子类的成员,此时对父类成员的访问状态由继承时使用的继承限定符决定. 1. ...

  3. Swift Tips - 在 Swift 中自定义下标访问

    Untitled Document.md input[type="date"].form-control,.input-group-sm>input[type="d ...

  4. java中对集合对象list的几种循环访问

    java中对集合对象list的几种循环访问的总结如下 1 经典的for循环 public static void main(String[] args) { List<String> li ...

  5. SQL Server 2005中设置Reporting Services发布web报表的匿名访问

    原文:SQL Server 2005中设置Reporting Services发布web报表的匿名访问 一位朋友提出个问题:集成到SQL Server 2005中的Reporting Services ...

  6. (转)java中对集合对象list的几种循环访问总结

    Java集合的Stack.Queue.Map的遍历   在集合操作中,常常离不开对集合的遍历,对集合遍历一般来说一个foreach就搞定了,但是,对于Stack.Queue.Map类型的遍历,还是有一 ...

  7. Java中public,protected,default,private的访问权限问题(简明扼要)

    import packa.*;//导入了packa包中所有的类.(不包括包中的子包)一般不会用,用哪个导入哪个. 导包的原则:用到哪个类,就导入哪个类.所有字母都小写. 权限列表:   public ...

  8. Web.config中加了system.diagnostics节点后就不能访问了

    Web.config中加了system.diagnostics节点后就不能访问了,怎么回事? [解决方法] 不要把system.diagnostics节点作为web.config的第一个节点.

  9. 在IIS中部署好WCF服务站点后,本机访问服务无问题,局域网中其他电脑访问不到

    1.问题描述 在IIS中部署好WCF服务站点后,本机访问服务无问题,局域网中其他电脑访问不到. 2.解决方法 (1)控制面板 -> Windows防火墙 -> 高级设置 (2)属性 (3) ...

随机推荐

  1. 老杜告诉你java小白到大神是怎么炼成的(转载)

    老杜告诉你java小白到大神是怎么炼成的 1. 学习前的准备 一个好的学习方法(应该怎么学习更高效): 一个合格的程序员应该具备两个能力 有一个很好的指法速度(敲代码快) 有一个很好的编程思想(编程思 ...

  2. BuildPack 打包

    无需 dockerfile,使用 buildpacks 打包镜像 书接上文,聪明如你已经发现项目中没有定义 dockerfile,但我们依然能打镜像,是如何做到的呢?正如上面提到的 gradle 的 ...

  3. Avro使用手册

    1. Overview Data serialization is a technique of converting data into binary or text format. There a ...

  4. 【软件工具】Git 使用总结

    本地库就是由 对象 和 引用 构成的,或者叫 Repositories;下面是我整理的常用 Git 命令清单.几个专用名词的译名如下. Workspace:工作区 Index / Stage:暂存区 ...

  5. jpa中使用Query判断条件查询

    jpa中使用Query判断条件查询 @Query(value = " select m.* from mining_area as m " + " where 1 = 1 ...

  6. 一 MongoDB入门

    一.MongoDB概念解析(对比MySQL学习): 举个例子: MongoDB可视化操作工具:推荐Robomongo 二.MongoDB默认的概念: 1.MongoDB的单个实例可以容纳多个独立的数据 ...

  7. transient用法

    1 import java.io.FileInputStream; 2 import java.io.FileNotFoundException; 3 import java.io.FileOutpu ...

  8. 实现Comparable接口

    1 import java.util.TreeSet; 2 3 4 /** 5 * PriorityQueue, TreeSet是排序集合,存储的对象必须实现Comparable接口. 6 * 原因是 ...

  9. Redis(三):新数据类型

    配置文件redis.conf详解 bind=127.0.0.1 # 表示只能在本机中访问redis,将该行注释掉,即可接收任何IP地址的访问 protected-mode # 设置为no,表示关闭保护 ...

  10. OpenCV 生成矩形mask

    生成mask的一种操作 cv::Mat mask = cv::Mat::zeros(300, 300, CV_8UC1); mask(cv::Rect(100,150,100, 50)) = 255; ...