數據結構與算法 — 鏈表

鏈表（經過「指針」將一組零散的內存塊串聯起來使用。）

三種常見鏈表結構：

1. 單鏈表：鏈表經過指針將一組零散的內存塊串聯在一塊兒。其中，咱們把內存塊稱爲鏈表的「結點」。爲了將全部的結點串起來，每一個鏈表的結點除了存儲數據以外，還須要記錄鏈上的下一個結點的地址。如圖所示，咱們把這個記錄下個結點地址的指針叫作後繼指針next

   如圖所示，你會發現，其中有兩個結點比較特殊，他們分別是第一個結點和最後一個結點。咱們習慣把第一個結點叫作頭結點，把最後一個結點叫作尾結點。其中，頭結點用來記錄鏈表的基地址。有了它，咱們能夠遍歷獲得整條鏈表。而尾結點特殊的地方是：指針不是指向下一個結點，而是指向一個空地址NULL，表示這是鏈表上最後一個結點。與數組同樣，鏈表也支持數據的查找、插入和刪除操做。咱們知道，進行數組的插入，刪除操做時，爲了保持內存的連續性，須要作出大量的數據搬移，因此時間複雜度是O(n)。而在鏈表中插入或者刪除一個數據，咱們並不須要爲了保持內存的連續性而搬移結點，圖中能夠看出，針對鏈表的插入和刪除操做，咱們只須要考慮相鄰結點的指針改變，因此對應時間複雜度是O(1)。

   可是有利也有弊。鏈表想要隨機訪問第K個元素，就沒有數組高效了。由於鏈表中的數據並不是連續存儲的，因此沒法像數組那樣，根據首地址和下標，經過尋址公式就能計算出內存地址，而是須要根據指針一個結點一個結點地依次遍歷，直到找到對應的結點。因此，鏈表隨機訪問的性能沒有數組好，須要O(n)的時間複雜度。

2. 循環鏈表：循環鏈表其實是一種特殊的單鏈表。它跟單鏈表惟一的區別就在尾結點。循環鏈表的尾結點指針不是指向NULL，而是指向鏈表的頭結點。

    

3. 雙向鏈表：單向鏈表只有一個方向，結點只有一個後繼指針next指向後面的結點。而雙向鏈表，顧名思義，它支持兩個方向，每一個結點不止有一個後繼指針next指向後面的結點，還有一個前驅指針prev指向前面的結點。

   從圖中能夠看出，雙向鏈表須要額外的兩個空間來存儲後繼結點和前驅結點的地址。因此存儲一樣多的數據，雙向鏈表要比單鏈表佔用更多的內存空間。雖然兩個指針比較浪費存儲空間，但能夠支持雙向遍歷。