数组作链表 数组作链表有哪些优点？

一般传统链表的物理结构，是由指针把一个一个的节点相互连接而成：

view sourceprint?1 struct node

2 {

3 DataType data;

4 node* previous;

5 node* next;

6 }

其特点是按需分配节点，灵活动态增长。

但是此外，还有另外一种方式是使用数组实现链表，这里所有的node都在预先分配好的数组中，不使用指针，而是用数组下标来指向前一个、下一个元素：

view sourceprint?1 struct node

2 {

3 DataType data;

4 int previous;

5 int next;

6 }

其特点是预先分配节点，并且如果需要链表长度随需增加，需要reallocation ,和vector类似。

 

下面就我自己的一些了解，谈一下其优缺点与应用。

数组作链表有哪些优点
能要省些内存吗？不见得；速度要快吗？没看出来，那么为什么要使用这种不那么直观的方式来实现链表呢？
数组的内存布局比较紧凑，能占些局部性原理的光 在不提供指针的语言中实现链表结构，如vb等 进程间通信，使用index比使用指针是要靠谱 - 一个进程中的指针地址在另外一个进程中是没有意义的 对一些内存奇缺应用，当其值类型为整型，且值域与数组index相符时，可以将next指针与data复用，从而节省一些内存
实现与应用
Id allocator
这里第一个例子针对上面第四点展开，其主要的应用在于ID的分配与回收，比如数据库表中的每条记录都需要一个unique id，当你增增减减若干次之后，然后新建一个表项，你该分配给它哪个id呢？
维持一个id，每增加一行就加1，删行不回收id --- 这样id会无限增加，太浪费了 每次分配都遍历一遍，找到最小的那个还没被用过的id --- 这样太浪费时间了
一个比较合理的做法是维护一个“可用ID”的链表，每次增加就从链表中拿一个，每次删除就把被删的ID链接到链表中，但是，对于传统链表结构而言，其节点的定义类似于：
view sourceprint?1 struct idnode

2 {

3 int availableID;

4 idnode* next;

5 };

这里，因为链表的值的类型与值域都与数组的index相符，我们可以复用其值和next，从而只需一个int数组，而不是一个idnode数组，数组中某个元素的值代表的即是链表节点的值，也是链表的下一个节点下标。下面是一个idallocator的实现，主要提供allocate和free两个函数用来满足上述要求：
view sourceprint?01 const static char LIST_END = -1;

02 template < typename integer>

03 class idallocator

04 {

05 public:

06 idallocator(int _num): num(_num)

07 {

08 array = new integer[num];

09 // Initialize the linked list. Initially, it is a full linked list with all elements linked one after another.

10 head = 0;

11 for (integer i = 0; i < num; i++)

12 {

13 array[i] = i + 1;

14 }

15 array[num-1] = LIST_END;

16 count = num;

17 }

18 ~idallocator()

19 {

20 delete [] array;

21 }

22 integer allocate() // pop_front, remove a node from the front

23 {

24 int id = head;

25 if(id != LIST_END)

26 {

27 head = array[head];

28 count--;

29 }

30 return id;

31 }

32 // push_front, add a new node to the front

33 void free(const integer& id)

34 {

35 array[id] = head;

36 count++;

37 head = id;

38 }

39 // push_front, add a new node to the front

40 bool free_s(const integer& id)

41 {

42 // make sure this id is not in the list before we add it

43 if(exist(id)) return false;

44 free(id);

45 return true;

46 }

47 size_t size()

48 {

49 return count;

50 }

51 private:

52 bool exist(const integer& id)

53 {

54 int i = head;

55 while (i != LIST_END)

56 {

57 if(i == id) return true;

58 i = array[i];

59 }

60 return false;

61 }

62 private:

63 integer* array;

64 int num;// totall number of the array

65 int count;// number in the linked list

66 int head;// index of the head of the linked list

67 };

Double linked list
用数组实现链表，大多数情况下，是与传统链表类似的，无非是在添加、删除节点后，调整previous，next域的指向。但是有一点，当我在添加一个新的节点时，如何从数组中拿到一个还未被使用过的节点呢？这里有两种方法：

如果你看懂了上面的id allocator，你也许已经意识到，使用上面那个idallocator类就可以简单的实现这个需求 另外一种方法，其实原理上也类似，就是在这个double linked list类中维护两个链表，一个是已使用的，一个是未使用的
第一种因为借助于一个工具类，实现看起来会简洁很多，但是idallocator会消耗额外的内存，因此第二种方法相对来讲会比较好。