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

单链表中的节点只能指向节点的下一个节点
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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: image.png

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。
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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。
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链表的操作

节点定义

  1. // 单链表
  2. struct ListNode {
  3. int val; // 节点上存储的元素
  4. ListNode *next; // 指向下一个节点的指针
  5. ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} // 节点的构造函数
  6. };

删除节点

删除D节点,如图所示:
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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

添加F节点,如图所示:
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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