從新認識鏈表(上)

定義

鏈表（Linked list）是一種線性表數據結構。一般說鏈表的時候，會把它與數組放在一塊兒進行比較，這樣會更好的理解鏈表。鏈表克服了數組須要預先知道數據大小的缺點，而且它能夠充分利用好內存空間，經過「指針」將一組零散的內存塊串聯起來使用，實現靈活的內存動態管理。可是鏈表失去了數組隨機訪問優勢，同時鏈表因爲增長告終點的指針域，空間開銷比較大。

優缺點（以數組爲參照，以單鏈表爲例）

優勢：

由於鏈表的存儲空間不是連續的，因此不像數組呢樣，每作一次插入刪除操做的時候，爲了保證內存數據的連續性，都須要作大量的數據遷移，也就意味着它的插入刪除操做是十分快速的。一般只須要考慮相鄰節點的指針的變化就能夠了，因此時間複雜度很低，爲O（1）。

缺點：

固然有利就有弊。鏈表的隨機訪問效率就不如數組了。一樣緣由，非連續存儲，因此不能經過尋址公式來直接計算內存地址了。只能根據指針去一個節點一個節點的遍歷，時間複雜度要搞一些，爲O（n）。

常見的鏈表結構有：

單鏈表，雙向鏈表和循環鏈表。

單鏈表

單鏈表是最簡單的一種鏈表結構了，它包含兩個域，一個信息域和一個指針域。而且是單向，結點只有一個後繼指針 next 指向後面的結點。

雙向鏈表

雙向鏈表，顧名思義，它支持兩個方向，一個前驅指針prev指向前面的節點，一個後繼指針next指向後面的節點。同時它也比單鏈表更加佔內存，可是它更靈活，能夠雙向遍歷，因此對插入、刪除操做更加簡單、高效。

JAVA的LinkedHashMap容器底層就是這個雙向鏈表。

循環鏈表

循環鏈表，其實它是一種特殊的單鏈表。由於單鏈表的尾結點指針指向空地址，來表示結束。而循環鏈表的尾結點指針指向它的頭結點。換一種角度想，循環鏈表也能夠說是「無頭無尾」，它比單鏈表要稍微省內存一些。

問題：數組仍是鏈表？鏈表仍是數組？

數組：  

定義：是一段地址連續的存儲單元依次存儲數據元素的線性結構 

優勢：存取速度高效，經過下標來直接存取 

缺點：插入和刪除比較慢，不能夠實時增加長度 

適用場景：適用於須要大量訪問元素的，而增長/刪除元素較少的程序 

鏈表：  

定義：一種鏈式存儲的線性表，用一組地址任意的存儲單元存放線性表的數據元素，稱爲存儲單元爲一個節點

優勢：插入和刪除速度快，保留原有的物理順序 

缺點：查找元素須要遍歷，所以不支持隨機查找 

適用場景：適用於須要頻繁進行增長/刪除元素，而查找元素較少的程序

比較

在這裏能夠提一下一種設計思想：空間換時間。衆所周知，當空間充足的時候，咱們確定會更加追求代碼的執行效率，這個時候能夠優先考慮鏈表。相反，若是內存不充足，好比單片機、手機等等，在這種內存即金錢的時候，則時間換空間，這個時候能夠優先考慮數組。

總結:  數組查詢效率高效，插入、刪除操做效率低效，大小固定。鏈表查詢效率低，插入、刪除操做效率高效，沒有大小限制。

擴展

下一篇則是對於鏈表具體問題具體分析。

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