1.什么是链表
链表是一种通过指针串联在一起的线性结构,每一个节点由两部分组成,一个是数据域一个是指针域(存放指向下一个节点的指针),最后一个节点的指针域指向null(空指针的意思)。链接的入口节点称为链表的头结点也就是head。
2.链表的类型
2.1单链表
见上图
2.2双链表
单链表中的指针域只能指向节点的下一个节点。双链表:每一个节点有两个指针域,一个指向下一个节点,一个指向上一个节点。双链表既可以向前查询也可以向后查询。
2.3循环链表
循环链表,顾名思义,就是链表首尾相连。循环链表可以用来解决约瑟夫环问题。
3.链表存储方式
数组是在内存中是连续分布的,但是链表在内存中可不是连续分布的。链表是通过指针域的指针链接在内存中各个节点。所以链表中的节点在内存中不是连续分布的 ,而是散乱分布在内存中的某地址上,分配机制取决于操作系统的内存管理。
4.链表的定义(需要关注)
链表节点的定义,很多同学在面试的时候都写不好。这是因为平时在刷leetcode的时候,链表的节点都默认定义好了,直接用就行了,所以同学们都没有注意到链表的节点是如何定义的。而在面试的时候,一旦要自己手写链表,就写的错漏百出。
// 单链表 struct ListNode { int val; // 节点上存储的元素 ListNode *next; // 指向下一个节点的指针 ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} // 节点的构造函数 };
java定义如下:
public class ListNode { // 结点的值 int val; // 下一个结点 ListNode next; // 节点的构造函数(无参) public ListNode() { } // 节点的构造函数(有一个参数) public ListNode(int val) { this.val = val; } // 节点的构造函数(有两个参数) public ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; } }
5.链表的操作(重点)
5.1删除节点
删除D节点,只要将C节点的next指针指向E节点就可以了。在C++里最好是再手动释放这个D节点,释放这块内存。其他语言例如Java、Python,就有自己的内存回收机制,就不用自己手动释放了。
5.2添加节点
可以看出链表的增添和删除都是O(1)操作,也不会影响到其他节点。但是要注意,要是删除第五个节点,需要从头节点查找到第四个节点通过next指针进行删除操作,查找的时间复杂度是O(n)。
6性能分析
把链表的特性和数组的特性进行一个对比,如图所示:
数组在定义的时候,长度就是固定的,如果想改动数组的长度,就需要重新定义一个新的数组。链表的长度可以是不固定的,并且可以动态增删, 适合数据量不固定,频繁增删,较少查询的场景。
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