数据结构+算法（第05篇）：数组和链表
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引言
在本系列第一篇文章[《走下神坛吧！算法》中提到了：
- 算法的作用对象是数据结构
- 数据结构的来源既有硬件维度也有软件维度
把项目或者工程看作是大楼的话，那么算法就是建造大楼的具体施工流程和方法，数据结构就是砖块等原材料。
常言道：“工欲善其事必先利其器”，既然要研究算法，那么首先就要把它操作的“原材料”一一搞清楚。从本篇文章起，将逐一来讲解各“原材料”的历史来源、使用方法与应用场景。
1. 数组就是带电梯的小高层
数组的形式：<数据类型> 数组名 [数组长度]
形象地讲，数组就是带电梯的小高层。每一个楼层就是数组的一个元素。数组元素的下标，就相当于楼层号然后按电梯楼层号。
1.1 访问数组元素
你按下楼层号（输入下标），电梯就直接把你送到对应的楼层（访问对应的数组元素），就这么简单！
从这里可以看出 数组的一个最大优势：****随机访问相当简单、相当爽！
1.2 添加数组元素
想想竣工的大楼，如果你要加楼层，怎么加？当然是在顶楼上继续加喽！
顶楼就是数组的末尾元素，所以向数组中添加元素，就是在数组的尾巴上添加该元素。
当然楼层是要占据物理空间的，对应到计算机语言，就是要分配内存。
看到这里，也许调皮的同学会问了：那能不能不在尾巴上添加，而在中间添加呢？
你见过竣工的大楼，在中间加楼层的吗？：）
变通的办法，还是在顶楼加，然后让从欲插入的楼层开始的住户依次往上一楼层搬家，腾出当前层给你这个调皮的同学住！：）
1.3 删除数组元素
你见过竣工的大楼，在中间“炸掉”某楼层的吗？：）
结果肯定是楼塌啦！
正确的做法：
从这里可以看出数组的一个最大弱点：添加与删除元素有点烦！
2. 链表就是单入口小火车
链表分为单向链表与双向链表。两者的区别：
单向链表从当前节点只能访问它的下一个节点，而双向链表可以从当前节点同时访问它的前一个节点和后一个节点。
2.1 访问链表节点
先来看看单向链表的“小火车”：
每节车厢就相当于链表的一个节点。
如果要到3号车厢，先进入1号车厢（入口车厢），再从1号车厢的后向挂钩到达2号车厢，最后从2号车厢的后向挂钩到达3号车厢。
因为没有前向挂钩，所以从3号车厢无法到达2号车厢；同理，从2号车厢也无法到达1号车厢。
从这里可以看出链表的一个最大弱点：随机访问元素有点烦！
再来看看双向链表的“小火车”：
因为有前向挂钩，所以从3号车厢可以到达2号车厢；同理，从2号车厢也可以到达1号车厢。
2.2 添加链表节点
先来看看单向链表的“小火车”如何添加新“车厢“（链表节点）：
有两种情况：
- 将新“车厢”加到火车尾巴上
- 将新“车厢”插入到车节中间
第一步：“系住”后节车厢
为啥要“系住”呢？因为车厢脱钩之后就失控了啊：）
第二步：分离
第三步：****与前一节车厢挂钩
第四步：****与后一节车厢挂钩
在这一步其实可以真正看出第一步中“系住”的目的：）
不就是为了让4号车厢的前向挂钩找到3号车厢和2号车厢吗？：）
如果不提前“系住”，那么一旦2号车厢与3号车厢分离，我们就再也没有有效办法到达3号车厢了。
那么如何实现“系住”呢？****用变量保存要“系住”的“车厢”（链表节点）位置。
对于3号车厢：用一个变量保存3号车厢的位置即可。
看到这里，相信对于单向链表的节点添加操作你再也不会忘记了：）
双向链表的节点添加操作与上类似，无非就是多了一个前向挂钩的处理。
2.3 删除链表节点
假如现在要去掉3号车厢，那么怎么做呢？
第一步：****“系住”前节车厢
第二步：****前向分离
第三步：****“系住”后节车厢
第四步：**** 后向分离
第五步：****前后节车厢挂接
双向链表的节点删除操作与上类似，无非就是多了一个前向挂钩的处理。
从这里可以看出链表的最大优点：增删元素相对于数组容易！