鏈表-LinkList

什麼是鏈表

維基百科：鏈表（Linked list）是一種常見的基礎數據結構，是一種線性表，可是並不會按線性的順序存儲數據，而是在每個節點裏存到下一個節點的指針(Pointer)。因爲沒必要須按順序存儲，鏈表在插入的時候能夠達到O(1)的複雜度，比另外一種線性表順序錶快得多，可是查找一個節點或者訪問特定編號的節點則須要O(n)的時間，而順序表相應的時間複雜度分別是O(logn)和O(1)。

爲了更好的理解鏈表，咱們拿數組來做對比。

• 相比數組，鏈表是一種稍微複雜一點的數據結構。從底層的存儲結構上來看：數組須要一起連續的內存空間，堆內存的要求比較高，若是咱們申請一個100MB大小的數組，當內存中沒有連續的、足夠大的空間的時候，即使內存的剩餘總可用空間大於100MB，仍然會申請失敗；而鏈表偏偏相反，它並不須要一起連續的內存空間，它經過「指針」將一組零散的內存塊串聯起來，因此若是咱們申請100MB大小的鏈表，若是沒有100MB連續的內存空間，且內存的剩餘總可用空間大於100MB，根本不會有問題。

• 使用鏈表結構能夠克服數組鏈表須要預先知道數據大小的缺點，鏈表結構能夠充分利用計算機內存空間，實現靈活的內存動態管理。可是鏈表失去了數組隨機讀取的優勢，同時鏈表因爲增長告終點的指針域，空間開銷比較大。

鏈表的基本結構以下：

常見的鏈表結構

鏈表結構五花八門，可是咱們只介紹最經常使用的三種，分別是：單向鏈表，單向循環鏈表，雙向循環鏈表。
(若是你想進一步瞭解這些結構，能夠點擊下方的傳送門)

• 單鏈表
• 單向循環鏈表
• 雙向循環鏈表

鏈表的優點和劣勢

優點

• 在程序中使用數組以前，必須事先知道數組的大小，增長數組的大小是一個耗時的過程，在運行時幾乎不可能擴展數組的大小。而鏈表不須要提早聲明鏈表的大小，鏈表的大小是隨着使用的過程逐步增大的。
• 在空間的利用上鍊表相比數組要更加靈活，不會形成內存的大量浪費。
• 向鏈表中插入或從鏈表中刪除一項的操做不須要移動不少項，只涉及常數個節點鏈的改變，時間複雜度爲O（1）。

劣勢

• 因爲在鏈表中，僅僅只有頭節點和尾節點是可見的，所以要想查找某個節點，必須從頭節點或尾節點一路找下去，時間複雜度至少爲O(logn) （二分），不如數組快。

  鏈表和數組基本操做的時間複雜度對比

  ...	數組	鏈表
  訪問	O(1)	O(N)
  搜索	O(N)	O(N)
  插入	O(N)	O(1)
  刪除	O(N)	O(1)

• 實際上，鏈表插入和刪除元素的時間複雜度均爲O(N)。爲何呢？由於雖然插入和刪除元素的操做是O(1)的沒錯，可是要想插入或刪除節點，你必須得知道節點在哪，獲取節點的操做是O(N)的，
  所以總的時間複雜度爲O(N)。儘管如此，鏈表插入刪除元素的速度依舊是要優於數組的。

鏈表的應用場景

鏈表適合存儲對元素查找，訪問要求低；可是對刪除，插入要求高的數據。