02-链表与队列1

【链表】 链表是一种数据结构，它包含一系列元素，每个元素称为节点，节点之间通过指针（在C/C++中是通过内存地址）相互链接。与数组不同，链表的元素不需要在内存中连续存储，这允许动态地添加和删除节点，而不必移动其他元素。 【内存空间分配】 在计算机程序中，内存分为不同的区域，其中两种主要的类型是栈空间和堆空间。栈空间通常用于存储函数调用时的局部变量和函数参数，由编译器自动管理，遵循先进后出（LIFO）原则。而堆空间则用于动态内存分配，程序员需要手动管理，例如使用C++的new和delete操作。 【内存管理方式】 内存管理方式主要有预分配和动态分配。预分配是在程序开始运行时一次性分配所需的所有内存，适用于已知大小的数据结构，如std::vector。动态分配则根据需要在运行时分配内存，适用于大小不确定或需要动态增长的数据结构，如std::list。 【时间复杂度】 时间复杂度是衡量算法效率的重要指标。在链表和数组实现中，各种操作的时间复杂度不同。对于数组（如std::vector），插入和删除操作在末尾进行时通常为O(1)，但在中间进行时需要移动元素，时间复杂度可能为O(N)；查找操作在理想情况下为O(1)，最坏情况下为O(N)。而链表（如std::list）的插入和删除操作通常是O(1)，因为只需要修改相邻节点的指针，但随机访问（查找）则需要遍历链表，时间复杂度为O(N)。 【链表实现】 在C/C++中，链表可以使用数组或者指针来实现。数组实现的链表通过数组元素记录节点的前后指针，但这种实现限制了链表的动态扩展。使用指针实现链表更为常见，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针，这样可以更灵活地添加和删除节点。 【链表操作】 链表的基本操作包括插入、删除、查找等。插入操作可以通过找到目标节点并更新前后节点的指针完成；删除操作涉及修改目标节点前后节点的指针，以断开链表中的连接。 【线性表的物理实现】 线性表可以有多种物理实现，如数组和链表。数组在内存中连续存储，提供快速的随机访问，但插入和删除操作可能较慢。链表则通过节点间的指针链接，插入和删除快速，但随机访问效率较低。 【面试问题】 链表相关的面试问题可能包括反转链表、判断链表环、链表合并等。这些问题考察了对链表基本操作的理解和实际编程能力。 总结，链表是计算机科学中一种重要的数据结构，它的特点是元素非连续存储，通过指针连接。了解链表的内存分配、管理方式以及时间复杂度对于理解和优化算法性能至关重要。在C#编程中，可以利用C#的System.Collections.Generic命名空间中的LinkedList<T>类来实现链表操作。