链表是一种通过指针串联在一起的线性结构,每一个节点由两部分组成,一个是数据域一个是指针域(存放指向下一个节点的指针),最后一个节点的指针域指向null(空指针的意思)。
链接的入口节点称为链表的头结点也就是head。
链表的类型
单链表
双链表
双链表:每一个节点有两个指针域,一个指向下一个节点,一个指向上一个节点。双链表既可以向前查询也可以向后查询。
如图所示:
循环链表
循环链表,顾名思义,就是链表首尾相连。循环链表可以用来解决约瑟夫环问题。
链表的存储方式
数组是在内存中是连续分布的,但是链表在内存中可不是连续分布的。
链表是通过指针域的指针链接在内存中各个节点。所以链表中的节点在内存中不是连续分布的 ,而是散乱分布在内存中的某地址上,分配机制取决于操作系统的内存管理。
如图所示:这个链表起始节点为2, 终止节点为7, 各个节点分布在内存个不同地址空间上,通过指针串联在一起。
链表的操作
节点定义
// 单链表
struct ListNode {
int val; // 节点上存储的元素
ListNode *next; // 指向下一个节点的指针
ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} // 节点的构造函数
};
删除节点
删除D节点,如图所示:
只要将C节点的next指针指向E节点就可以了。在C++里需要再手动释放这个D节点,释放这块内存。其他语言例如Java、Python,就有自己的内存回收机制,就不用自己手动释放了。
添加节点
操作复杂度对比
把链表的特性和数组的特性进行一个对比,如图所示:
插入/删除的时间复杂度 | 查询的时间复杂度 | 适用场景 | |
---|---|---|---|
数组 | O(n) | O(1) | 数据量固定,频繁查找,较少增删 |
链表 | O(1) | O(n) | 数据量不固定,频繁增删,较少查询 |