【链表基础知识】讲解
链表基础
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:
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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。
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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。
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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。
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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:
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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。
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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。
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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。
- 对于
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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。
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