链表的概念和结构

1. 链表的概念

链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的 。

2. 链表的分类

类别的分类主要由以下几种情况组合起来的,一共合计8种:

1)单向或者双向链表

单向双向

2)带头或不带头链表

带头或者不带头

3)循环或者非循环链表

循环非循环

虽然有这么多的链表的结构,但是我们实际中最常用还是两种结构:

1)无头单向非循环链表

它的结构简单,一般不会单独用来存数据,实际中更多是作为其他数据结构的子结构,如哈希桶、图的邻接表等等

无头单向

2)带头双向循环链表

它的结构最复杂,一般用在单独存储数据,实际中使用的链表数据结构,都是带头双向循环链表。它的结构复杂但会带来很多优势,实现反而简单了。

带头双向循环

3. 单向不带头非循环链表

下面将其分为3个模块进行实现SList.h,SList.c,test.c

3.1 接口设计(SList.h)

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef int SLNDataType;

//单链表
typedef struct SListNode
{
	SLNDataType val;		//存储值
	struct SListNode* next;	//下一个结点
}SLNode;

//打印创建
void SLTPrint(SLNode* phead);
SLNode* CreateNode(SLNDataType x);

//头尾插入删除
void SLTPushBack(SLNode** pphead, SLNDataType x);
void SLTPushFront(SLNode** pphead, SLNDataType x);
void SLTPopBack(SLNode** pphead);
void SLTPopFront(SLNode** pphead);

//查找插入
SLNode* SLTFind(SLNode** pphead, SLNDataType x);
//在pos前面、后面插入
void SLTInsert(SLNode** pphead, SLNode* pos, SLNDataType x);
void SLTInsertAfter(SLNode* pos, SLNDataType x);

//删除当前或后面一个结点
void SLTErase(SLNode** pphead, SLNode* pos);
void SLTEraseAfter(SLNode* pos);

void SLTDestroy(SLNode** pphead);

3.2 接口实现(SList.c)

1)打印和创建结点

打印操作不需要改变链表,因此不需要二级指针。

void SLTPrint(SLNode* phead)
{
	SLNode* cur = phead;
	while (cur != NULL)
	{
		printf("%d -> ", cur->val);
		cur = cur->next;
	}

	printf("NULL\n");
}

SLNode* CreateNode(SLNDataType x)
{
	SLNode* newNode = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode));

	if (newNode == NULL)
	{
		perror("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newNode->val = x;
	newNode->next = NULL;

	return newNode;
}

2)头尾插入删除

这样要对链表进行操作,存在结点的指向问题。需要明确的是:对于函数传参问题,不在当前函数的都是外面的,要改变外面的就要用更高一级指针;所以改变外面结构体指针SLNode*,要用二级指针SLNode**

在free时,是将空间都释放完毕了,因此要注意free之前完成涉及的操作,释放空间后,如果再次使用该结构体,会发生内存泄漏或者野指针等问题。

void SLTPushBack(SLNode** pphead, SLNDataType x)
{
	assert(pphead);

	SLNode* newNode = CreateNode(x);
	
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newNode;
	}
	else
	{
		//next指向newNode改变的是结构体(结构体中的next)
		//即改变外面结构体Node,要用一级指针Node*
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}

		tail->next = newNode;
	}
}

void SLTPushFront(SLNode** pphead, SLNDataType x)
{
	assert(pphead);

	SLNode* newNode = CreateNode(x);
	newNode->next = *pphead;
	*pphead = newNode;
}

void SLTPopBack(SLNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);

	//一个结点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;

	}
	//多个结点
	else
	{
		//找尾
		//1
		/*SLNode* prev = NULL;
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}

		free(tail);
		tail = NULL;

		prev->next = NULL;*/
		//2
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}

		free(tail->next);
		tail->next = NULL;
	}
}

void SLTPopFront(SLNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);

	//不管是一个还是多个结点
	SLNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

3)查找和插入

严格限制pos一定是链表里的一个有效结点

//查找插入
SLNode* SLTFind(SLNode** pphead, SLNDataType x)
{
	assert(pphead);

	SLNode* cur = *pphead;
	while (cur != NULL)
	{
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}

	return NULL;
}

//在pos前面、后面插入
void SLTInsert(SLNode** pphead, SLNode* pos, SLNDataType x)
{
	//严格限制pos一定是链表里的一个有效结点
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	assert(pos);

	if ((*pphead) == pos)
	{
		//头插
		SLTPushFront(pphead, x);
	}
	else
	{
		SLNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}

		SLNode* newNode = CreateNode(x);
		prev->next = newNode;
		newNode->next = pos;
	}
}

void SLTInsertAfter(SLNode* pos, SLNDataType x)
{
	assert(pos);

	SLNode* newNode = CreateNode(x);
	newNode->next = pos->next;
	pos->next = newNode;
}

4)删除和销毁

务必保证删除的结点是属于链表里的一个有效结点

//删除当前或后面一个结点
void SLTErase(SLNode** pphead, SLNode* pos)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	assert(pos);

	if ((*pphead) == pos)
	{
		//头删
		SLTPopFront(pphead);
	}
	else
	{
		SLNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}

		prev->next = pos->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
	}
}

void SLTEraseAfter(SLNode* pos)
{
	assert(pos);
	assert(pos->next);

	SLNode* tmp = pos->next;
	pos->next = pos->next->next;
	free(tmp);
	tmp = NULL;
}

void SLTDestroy(SLNode** pphead)
{
	assert(pphead);

	SLNode* cur = *pphead;
	while (cur)
	{
		SLNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = NULL;
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

3.3 完整代码

SList.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef int SLNDataType;

//单链表
typedef struct SListNode
{
	SLNDataType val;
	struct SListNode* next;
}SLNode;

//打印创建
void SLTPrint(SLNode* phead);
SLNode* CreateNode(SLNDataType x);

//头尾插入删除
void SLTPushBack(SLNode** pphead, SLNDataType x);
void SLTPushFront(SLNode** pphead, SLNDataType x);
void SLTPopBack(SLNode** pphead);
void SLTPopFront(SLNode** pphead);

//查找插入
SLNode* SLTFind(SLNode** pphead, SLNDataType x);
//在pos前面、后面插入
void SLTInsert(SLNode** pphead, SLNode* pos, SLNDataType x);
void SLTInsertAfter(SLNode* pos, SLNDataType x);

//删除当前或后面一个结点
void SLTErase(SLNode** pphead, SLNode* pos);
void SLTEraseAfter(SLNode* pos);

void SLTDestroy(SLNode** pphead);

SList.c

#include "SList.h"

//打印,不改变phead,所以不需要二级指针
void SLTPrint(SLNode* phead)
{
	SLNode* cur = phead;
	while (cur != NULL)
	{
		printf("%d -> ", cur->val);
		cur = cur->next;
	}

	printf("NULL\n");
}

SLNode* CreateNode(SLNDataType x)
{
	SLNode* newNode = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode));

	if (newNode == NULL)
	{
		perror("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newNode->val = x;
	newNode->next = NULL;

	return newNode;
}

//头尾插入删除
//不在当前函数的都是外面的,要改变外面的就要用更高一级指针
//传址问题:改变外面结构体指针Node*,要用二级指针Node**
//尾结点指向问题
void SLTPushBack(SLNode** pphead, SLNDataType x)
{
	assert(pphead);

	SLNode* newNode = CreateNode(x);
	
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newNode;
	}
	else
	{
		//next指向newNode改变的是结构体(结构体中的next)
		//即改变外面结构体Node,要用一级指针Node*
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}

		tail->next = newNode;
	}
}

void SLTPushFront(SLNode** pphead, SLNDataType x)
{
	assert(pphead);

	SLNode* newNode = CreateNode(x);
	newNode->next = *pphead;
	*pphead = newNode;
}

void SLTPopBack(SLNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);

	//一个结点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;

	}
	//多个结点
	else
	{
		//找尾
		//1
		/*SLNode* prev = NULL;
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}

		free(tail);
		tail = NULL;

		prev->next = NULL;*/
		//2
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}

		free(tail->next);
		tail->next = NULL;
	}
}

void SLTPopFront(SLNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);

	//不管是一个还是多个结点
	SLNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

//查找插入
SLNode* SLTFind(SLNode** pphead, SLNDataType x)
{
	assert(pphead);

	SLNode* cur = *pphead;
	while (cur != NULL)
	{
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}

	return NULL;
}

//在pos前面、后面插入
void SLTInsert(SLNode** pphead, SLNode* pos, SLNDataType x)
{
	//严格限制pos一定是一个有效结点
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	assert(pos);

	if ((*pphead) == pos)
	{
		//头插
		SLTPushFront(pphead, x);
	}
	else
	{
		SLNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}

		SLNode* newNode = CreateNode(x);
		prev->next = newNode;
		newNode->next = pos;
	}
}

void SLTInsertAfter(SLNode* pos, SLNDataType x)
{
	assert(pos);

	SLNode* newNode = CreateNode(x);
	newNode->next = pos->next;
	pos->next = newNode;
}

//删除当前或后面一个结点
void SLTErase(SLNode** pphead, SLNode* pos)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	assert(pos);

	if ((*pphead) == pos)
	{
		//头删
		SLTPopFront(pphead);
	}
	else
	{
		SLNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}

		prev->next = pos->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
	}
}

void SLTEraseAfter(SLNode* pos)
{
	assert(pos);
	assert(pos->next);

	SLNode* tmp = pos->next;
	pos->next = pos->next->next;
	free(tmp);
	tmp = NULL;
}

void SLTDestroy(SLNode** pphead)
{
	assert(pphead);

	SLNode* cur = *pphead;
	while (cur)
	{
		SLNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = NULL;
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

test.c

#include "SList.h"

void SLNTest()
{
	SLNode* plist = NULL;
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushFront(&plist, 5);
	SLTPushFront(&plist, 6);
	SLTPushFront(&plist, 7);
	SLTPushFront(&plist, 8);
	printf("头尾插入各4个:\n");
	SLTPrint(plist);
	SLNode* find1 = SLTFind(&plist, 5);
	SLTInsert(&plist, find1, 9);
	SLTInsertAfter(find1, 10);
	printf("找5的结点,并在前后分别插入9和10:\n");
	SLTPrint(plist);
	SLNode* find2 = SLTFind(&plist, 2);
	SLTEraseAfter(find2);
	SLTErase(&plist, find2);
	printf("删除2后面的结点,再删除2的结点:\n");
	SLTPrint(plist);
	SLTDestroy(&plist);
	printf("销毁全部结点:\n");
	SLTPrint(plist);
}

int main()
{
	SLNTest();

	return 0;
}

运行效果

效果

4. 带头双向循环链表

下面将其分为3个模块进行实现List.h,List.c,test.c

4.1 接口设计(List.h)

因为有哨兵位的存在,对头结点的插入删除时不需要改变外部链表,只需要改变结构体内部,因此这里的设计传参采用一级指针的方式

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef int LTDataType;

typedef struct ListNode
{
	LTDataType val;
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
}LTNode;

LTNode* LTInit();
void LTPrint(LTNode* phead);
LTNode* CreateLTNode(LTDataType x);

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTPopBack(LTNode* phead);
void LTPopFront(LTNode* phead);

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);
//在pos前插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
//删除pos位置
void LTErase(LTNode* pos);
void LTDestroy(LTNode* phead);

4.2 接口实现(List.c)

1)创建结点

LTNode* CreateLTNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newNode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newNode == NULL)
	{
		perror("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newNode->val = x;
	newNode->next = NULL;
	newNode->prev = NULL;

	return newNode;
}

2)初始化和打印

初始化将利用创建结点函数初始化,并返回指针。打印从哨兵位下一个结点开始,cur与哨兵位指针地址相同则结束

LTNode* LTInit()
{
	LTNode* phead = CreateLTNode(-1);
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;

	return phead;
}

void LTPrint(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	printf("head <-> ");
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d <-> ", cur->val);
		cur = cur->next;
	}
	printf("head\n");
}

3)头尾插入删除

这里将展示3种办法实现,最重要的是要复用函数,这样可以在短时间内容快速手撕带头双向链表

第一种办法是不引入其他指针,要先设置好newNode;

第二种办法是引入多一个指针

第三种办法是复用 LTInsert() 和 LTErase()

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	//1 不引入其他指针,要先设置好newNode
	//LTNode* newNode = CreateLTNode(x);
	//newNode->next = phead;
	//newNode->prev = phead->prev;
	//phead->prev->next = newNode;
	//phead->prev = newNode;
	//2 引入多一个指针
	//LTNode* newNode = CreateLTNode(x);
	//LTNode* tail = phead->prev;
	//phead->prev = newNode;
	//newNode->prev = phead;
	//newNode->next = tail;
	//tail->next = newNode;
	//3 复用插入
	LTInsert(phead, x);
}

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	
	//1
	//LTNode* newNode = CreateLTNode(x);
	////引入多一个指针
	//LTNode* next = phead->next;
	//phead->next = newNode;
	//newNode->prev = phead;
	//newNode->next = next;
	//next->prev = newNode;
	//2 复用插入
	LTInsert(phead->next, x);
}

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	//空的情况
	assert(phead->next != phead);

	//1 引入多一个
	//LTNode* tail = phead->prev;
	//LTNode* tailPrev = tail->prev;
	//free(tail);
	//tail = NULL;
	//tailPrev->next = phead;
	//phead->prev = tailPrev;

	//2 复用删除
	LTErase(phead->prev);
}

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	//空的情况
	assert(phead->next != phead);

	//1
	//LTNode* tmp = phead->next;
	//phead->next = phead->next->next;
	//phead->next->prev = phead;
	//free(tmp);
	//tmp = NULL;
	//2
	LTErase(phead->next);
}

4)查找插入删除销毁

这里的插入删除是实现头尾插入删除部分函数复用的关键

需要明确的是插入为在pos前面插入

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

//在pos前插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);

	LTNode* newNode = CreateLTNode(x);
	LTNode* posPrev = pos->prev;
	posPrev->next = newNode;
	newNode->next = pos;
	newNode->prev = posPrev;
	pos->prev = newNode;
}

//删除pos位置
void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);

	LTNode* posPrev = pos->prev;
	LTNode* posNext = pos->next;
	posPrev->next = posNext;
	posNext->prev = posPrev;
	free(pos);
	pos = NULL;		//这个代码可有可无,因为pos改变不了外部
}

void LTDestroy(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		LTNode* tmp = cur;
		cur = cur->next;
		free(tmp);
		tmp = NULL;
	}
	free(phead);
	phead = NULL;	//和LTErase一致
}

4.3 完整代码

List.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef int LTDataType;

typedef struct ListNode
{
	LTDataType val;
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
}LTNode;

LTNode* LTInit();
void LTPrint(LTNode* phead);
LTNode* CreateLTNode(LTDataType x);

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTPopBack(LTNode* phead);
void LTPopFront(LTNode* phead);

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);
//在pos前插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
//删除pos位置
void LTErase(LTNode* pos);
void LTDestroy(LTNode* phead);

List.c

#include "List.h"

//创建
LTNode* CreateLTNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newNode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newNode == NULL)
	{
		perror("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newNode->val = x;
	newNode->next = NULL;
	newNode->prev = NULL;

	return newNode;
}

//初始化和打印
LTNode* LTInit()
{
	LTNode* phead = CreateLTNode(-1);
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;

	return phead;
}

void LTPrint(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	printf("head <-> ");
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d <-> ", cur->val);
		cur = cur->next;
	}
	printf("head\n");
}

//头尾插入删除
//第一种方法都是正常的实现,包括使用3个指针简化
//第二种方法是复用,从而快速实现
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	//1 不引入其他指针,要先设置好newNode
	//LTNode* newNode = CreateLTNode(x);
	//newNode->next = phead;
	//newNode->prev = phead->prev;
	//phead->prev->next = newNode;
	//phead->prev = newNode;
	//2 引入多一个指针
	//LTNode* newNode = CreateLTNode(x);
	//LTNode* tail = phead->prev;
	//phead->prev = newNode;
	//newNode->prev = phead;
	//newNode->next = tail;
	//tail->next = newNode;
	//3 复用插入
	LTInsert(phead, x);
}

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	
	//1
	//LTNode* newNode = CreateLTNode(x);
	////引入多一个指针
	//LTNode* next = phead->next;
	//phead->next = newNode;
	//newNode->prev = phead;
	//newNode->next = next;
	//next->prev = newNode;
	//2 复用插入
	LTInsert(phead->next, x);
}

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	//空的情况
	assert(phead->next != phead);

	//1 引入多一个
	//LTNode* tail = phead->prev;
	//LTNode* tailPrev = tail->prev;
	//free(tail);
	//tail = NULL;
	//tailPrev->next = phead;
	//phead->prev = tailPrev;

	//2 复用删除
	LTErase(phead->prev);
}

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	//空的情况
	assert(phead->next != phead);

	//1
	//LTNode* tmp = phead->next;
	//phead->next = phead->next->next;
	//phead->next->prev = phead;
	//free(tmp);
	//tmp = NULL;
	//2
	LTErase(phead->next);
}

//查找插入删除销毁
//上面提及的第二种办法就是复用插入和删除的函数
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

//在pos前插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);

	LTNode* newNode = CreateLTNode(x);
	LTNode* posPrev = pos->prev;
	posPrev->next = newNode;
	newNode->next = pos;
	newNode->prev = posPrev;
	pos->prev = newNode;
}

//删除pos位置
void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);

	LTNode* posPrev = pos->prev;
	LTNode* posNext = pos->next;
	posPrev->next = posNext;
	posNext->prev = posPrev;
	free(pos);
	pos = NULL;		//这个代码可有可无,因为pos改变不了外部
}

void LTDestroy(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		LTNode* tmp = cur;
		cur = cur->next;
		free(tmp);
		tmp = NULL;
	}
	free(phead);
	phead = NULL;	//和LTErase一致
}

test.c

#include "List.h"

void ListTTest()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);
	LTPushFront(plist, 5);
	LTPushFront(plist, 6);
	LTPushFront(plist, 7);
	LTPushFront(plist, 8);
	printf("头尾各插入4个元素:\n");
	LTPrint(plist);
	LTPopBack(plist);
	LTPopBack(plist);
	LTPopFront(plist);
	LTPopFront(plist);
	printf("头尾各删除2个元素:\n");
	LTPrint(plist);
	printf("查找1的位置并在前面插入10:\n");
	LTNode* pos = LTFind(plist, 1);
	if (pos != NULL)
	{
		LTInsert(pos, 10);
	}
	LTPrint(plist);
	printf("查找5的位置并将其删除:\n");
	pos = LTFind(plist, 5);
	if (pos != NULL)
	{
		LTErase(pos);
		pos = NULL;
	}
	LTPrint(plist);
	printf("删除全部结点:\n");
	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
	LTPrint(plist);
}

int main()
{
	ListTTest();

	return 0;
}

运行效果

双向带头循环链表运行效果

5. 顺序表和链表的优缺点

不同点顺序表链表
存储空间上物理上一定连续逻辑上连续,但物理上不一定连续
随机访问支持O(1)不支持:O(N)
任意位置插入或者删除元素可能需要搬移元素,效率低O(N)只需修改指针指向
插入动态顺序表,空间不够时需要扩容没有容量的概念
应用场景元素高效存储+频繁访问任意位置插入和删除频繁
缓存利用率

总结:

1)链表(双向)

优势:a.任意位置插入和删除都是O(1);b.按需申请释放,合理利用空间,不存在浪费

问题:下标访问不方便O(N)

2)顺序表

优势:支持下标随机访问O(1)

问题: a.头部或者中间插入删除效率低O(N);b.空间不够需要扩容,扩容有一定消耗且存在一定空间浪费;c.只适合尾插尾删除

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