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链表Linked List是数据结构中的一个基本概念它是数据元素的线性集合但与数组不同链表中的元素在内存中不必是连续存放的每个结点链表中的元素通常包含两个部分数据域和指针域。数据域存储数据元素的信息而指针域存储指向下一个结点的引用通常是内存地址。链表通过指针将零散的内存块串连起来使用。
链表基础包括以下几个方面 结点(Node): 是链表中的基本单位每个结点通常包括 数据域(Data Field): 存储数据信息。指针域(Pointer Field) 或 链接(Link): 存储指向下一个结点的指针。 单链表(Singly Linked List): 由一系列结点组成每个结点指向下一个结点形成单向链条。最后一个结点的指针指向一个null值表示链表的结束。 双向链表(Doubly Linked List): 每个结点有两个指针分别指向前一个结点和后一个结点。可以从两个方向遍历整个链表。 循环链表(Circular Linked List): 类似于单链表但是最后一个结点指向头结点形成闭环。
链表的基本操作包括
插入(Insertion): 在链表中插入一个新结点。可以在链表的起始处、中间某个位置或末尾添加元素。删除(Deletion): 从链表中删除一个结点。需要维护前一个结点的指针使其指向被删除结点的下一个结点。搜索(Search): 遍历链表查找一个指定的值。更新(Update): 更新链表中某个结点的数据。遍历(Traversal): 通过指针从链表的头结点开始逐个访问链表中每个结点。
链表与数组的比较 存储分配: 数组需要连续的内存空间而链表可以利用分散的碎片空间因为每个结点只需要存储其后继结点的地址。 大小灵活性: 数组 的大小在定义时固定不易扩展链表的大小可以动态增减。 插入与删除效率: 对于 数组插入或删除元素通常需要移动元素以维护元素顺序尤其是在数组的起始位置进行操作时效率很低。对于 链表插入或删除结点只需要更新指针效率较高。 访问效率: 数组 支持随机访问可以通过索引快速访问任何元素。链表 需要从头开始遍历才能访问特定位置的元素。
链表常用于实现文件系统、哈希表和邻接表等数据结构在算法和程序设计中了解链表如何工作并掌握其基本操作对于解决各种问题至关重要。
