链表(Linked List)是一种常见的数据结构,它通过一系列节点(Node)来存储数据,每个节点包含两个
部分:数据域(Data Field)和链接域(Link Field)。数据域用于存储实际的数据,而链接域则用于存储指
向下一个节点的指针(在单链表中)或指向前一个节点和下一个节点的指针(在双链表中)。
单链表(Singly Linked List)
单链表是最简单的链表形式,每个节点只包含一个指向下一个节点的指针。
节点定义(Python 示例)
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class ListNode:
def __init__(self, value=0, next=None):
self.value = value
self.next = next
基本操作
1. 插入节点:在链表的开始、结束或特定位置插入新节点。
2. 删除节点:删除链表中的特定节点。
3. 遍历链表:从头节点开始,逐个访问链表中的节点。
4. 查找节点:根据节点的值查找节点在链表中的位置。
双链表(Doubly Linked List)
双链表中的每个节点都有两个链接:一个指向前一个节点,另一个指向下一个节点。
节点定义(Python 示例)
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class DoublyListNode:
def __init__(self, value=0, prev=None, next=None):
self.value = value
self.prev = prev
self.next = next
基本操作
除了单链表的基本操作外,双链表还支持以下操作:
1. 从尾部插入节点:在双链表中,可以方便地从尾部插入新节点。
2. 从尾部删除节点:在双链表中,可以方便地从尾部删除节点。
循环链表(Circular Linked List)
循环链表是另一种链表形式,其中最后一个节点的链接域指向头节点,形成一个环。
链表的特点
� 动态分配:链表中的节点可以在运行时动态地创建和删除。
� 非连续内存:链表中的节点可以存储在非连续的内存地址中。
� 插入和删除效率高:在链表中插入或删除节点时,只需要改变相关节点的链接域,而不需要移动
大量的数据。
� 查找效率低:链表的查找操作通常需要从头节点开始遍历链表,直到找到目标节点或遍历完整个
链表,因此查找效率较低。
应用场景
链表在许多场景下都非常有用,例如:
� 实现栈和队列:栈和队列是两种常见的抽象数据类型,它们可以用链表来实现。
� LRU(最近最少使用)缓存:在计算机科学中,LRU 缓存算法可以使用链表来实现。