Ответ
Основное различие заключается в способе хранения элементов в памяти, что напрямую влияет на производительность различных операций.
Динамический массив (Dynamic Array), как list
в Python:
- Хранение: Элементы хранятся в непрерывном блоке памяти.
- Доступ: Очень быстрый доступ к элементу по индексу (
O(1)
), так как его адрес легко вычислить (базовый_адрес + индекс * размер_элемента
). - Вставка/Удаление: Медленные операции в середине или начале (
O(n)
), так как требуют сдвига всех последующих элементов.
Связанный список (Linked List):
- Хранение: Элементы (узлы) хранятся вразнобой в памяти. Каждый узел содержит данные и указатель на следующий узел.
- Доступ: Медленный доступ по индексу (
O(n)
), так как необходимо последовательно пройти по всем узлам от начала. - Вставка/Удаление: Очень быстрые операции (
O(1)
), если известен узел, после которого/перед которым нужно совершить действие. Требуется только изменить указатели у соседних узлов.
Сравнительная таблица производительности
Операция | Динамический массив (list ) |
Связанный список |
---|---|---|
Доступ по индексу arr[i] |
O(1) (быстро) |
O(n) (медленно) |
Вставка/удаление в конце | O(1) (амортизированно) |
O(n) или O(1) * |
Вставка/удаление в начале/середине | O(n) (медленно) |
O(1) ** (быстро) |
Затраты памяти | Ниже (только данные) | Выше (данные + указатель) |
*Если есть указатель на последний элемент (хвост). **Если известен узел, с которым производится операция.
Пример узла связанного списка
class Node:
def __init__(self, data=None):
self.data = data # Данные узла
self.next = None # Указатель на следующий узел
Что выбрать?
- Динамический массив (
list
) — выбор по умолчанию для большинства задач. Идеален, когда требуется частый доступ к элементам по индексу и итерация по всей коллекции. - Связанный список — используется в специфических случаях, когда критически важны частые и быстрые вставки/удаления элементов в произвольные места списка (например, при реализации некоторых видов очередей, стеков или LRU-кэша).