几种链表概念


何谓链表?
:链式存储的线性表,简称链表。链表由多个链表元素组成,这些元素称为节点。结点之间通过逻辑连接,形成链式存储结构。存储结点的内存单元,可以是连续的也可以是不连续的。逻辑连接与物理存储次序没有关系。


链表分为两个域:
值域:用于存放结点的值
链域:用于存放下一个结点的地址或位置

从内存角度出发: 链表可分为 静态链表、动态链表。
从链表存储方式的角度出发:链表可分为 单链表、双链表、以及循环链表。


静态链表:
把线性表的元素存放在数组中,这些元素可能在物理上是连续存放的,也有可能不是连续的,它们之间通过逻辑关系来连接,数组单位存放链表结点,结点的链域指向下一个元素的位置,即下一个元素所在的数组单元的下标。显然静态链表需要数组来实现。
引出的问题:数组的长度定义的问题,无法预支。


动态链表:(实际当中用的最多)
改善了静态链表的缺点。它动态的为节点分配存储单元。当有节点插入时,系统动态的为结点分配空间。在结点删除时,应该及时释放相应的存储单元,以防止内存泄露。


单链表:
单链表是一种顺序存储的结构。
有一个头结点,没有值域,只有连域,专门存放第一个结点的地址。
有一个尾结点,有值域,也有链域,链域值始终为NULL。
所以,在单链表中为找第i个结点或数据元素,必须先找到第i - 1 结点或数据元素,而且必须知道头结点,否者整个链表无法访问。


循环链表:
循环链表,类似于单链表,也是一种链式存储结构,循环链表由单链表演化过来。单链表的最后一个结点的链域指向NULL,而循环链表的建立,不要专门的头结点,让最后一个结点的链域指向链表结点。
(循环链表与单链表的区别)
区别一、链表的建立。单链表需要创建一个头结点,专门存放第一个结点的地址。单链表的链域指向NULL。而循环链表的建立,不要专门的头结点,让最后一个结点的链域指向链表的头结点。
区别二、链表表尾的判断。单链表判断结点是否为表尾结点,只需判断结点的链域值是否是NULL。如果是,则为尾结点;否则不是。而循环链表盘判断是否为尾结点,则是判断该节点的链域是不是指向链表的头结点。


双链表:
双链表也是基于单链表的,单链表是单向的,有一个头结点,一个尾结点,要访问任何结点,都必须知道头结点,不能逆着进行。而双链表则是添加了一个链域。通过两个链域,分别指向结点的前结点和后结点。这样的话,可以通过双链表的任何结点,访问到它的前结点和后结点。但是双链表还是不够灵活,在实际编程中比较常用的是循环双链表。但循环双链表使用较为麻烦。

### 链表的基本概念 链表是一种常见的线性数据结构,与数组不同,链表中的元素在内存中不是连续存储的[^1]。链表通过指针将节点按顺序链接起来,每个节点包含两部分:数据域和指针域。数据域用于存储数据,指针域则存储指向下一个节点的地址[^4]。 #### 链表的特点 链表具有以下基本特点: - **动态性**:链表的大小可以动态调整,不需要预先分配固定大小的内存空间[^3]。 - **插入和删除效率高**:在链表中插入或删除一个节点的时间复杂度为 \(O(1)\),前提是已经找到插入或删除位置的前驱节点[^4]。 - **随机访问效率低**:与数组不同,链表不支持随机访问,查找特定位置的节点需要从头节点开始逐个遍历,时间复杂度为 \(O(n)\)[^4]。 #### 链表的分类 根据节点之间的连接方式和方向,链表可以分为以下几种类型: 1. **单链表**:每个节点只有一个指针域,指向下一个节点。最后一个节点的指针为空(`NULL`),表示链表结束[^3]。 2. **双向链表**:每个节点有两个指针域,一个指向前驱节点,另一个指向后继节点。这种结构允许从两个方向遍历链表[^3]。 3. **循环链表**:链表的最后一个节点的指针指向头节点,形成一个环形结构。这种结构在某些场景下可以简化边界条件处理[^3]。 4. **带头节点的链表**:在链表的头部增加一个特殊的节点(头节点),用于简化操作逻辑[^1]。 #### 链表的实现 以单链表为例,其基本结构可以用以下代码表示: ```c typedef int SLTDateType; // 定义节点数据类型 typedef struct SListNode { SLTDateType data; // 数据域 struct SListNode* next; // 指针域,指向下一个节点 } SListNode; ``` 上述代码定义了一个单链表节点的结构体,其中 `data` 用于存储数据,`next` 用于存储指向下一个节点的指针[^5]。 ### 链表的应用场景 链表广泛应用于各种实际问题中,例如: - **哈希表的桶**:在哈希冲突时,使用链表存储冲突的键值对[^1]。 - **图的邻接表表示**:用链表存储图中每个顶点的邻接顶点[^1]。 - **缓存管理**:在 LRU 缓存中,通常使用双向链表来维护最近使用的元素顺序[^2]。
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