算法学习:链表及其链表代码技巧

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链表

单链表,双链表,循环链表。

循环链表是一种特殊的单链表。它跟单链表的唯一区别就在尾结点。

“数组简单易用,在实现上使用的是连续的内存空间,可以借助 CPU 的缓存机制,预读数组中的数据,所以访问效率更高。而链表在内存中并不是连续存储,所以对 CPU 缓存不友好,没办法有效预读。” 这里的CPU缓存机制指的是什么?为什么就数组更好了?

CPU 在从内存读取数据的时候,会先把读取到的数据加载到 CPU 的缓存中。而 CPU 每次从内存读取数据并不是只读取那个特定要访问的地址,而是读取一个数据块(大小不太确定。。)并保存到 CPU 缓存(高速缓存)中,然后下次访问内存数据的时候就会先从 CPU 缓存开始查找,如果找到就不需要再从内存中取。这样就实现了比内存访问速度更快的机制,也就是 CPU 缓存存在的意义:为了弥补内存访问速度过慢与 CPU 执行速度快之间的差异而引入。

对于数组来说,存储空间是连续的,所以在加载某个下标的时候可以把以后的几个下标元素也加载到CPU缓存这样执行速度会快于存储空间不连续的链表存储。

链表代码技巧

  1. 理解指针或引用的含义

    对于指针的理解

    将某个变量赋值给指针,实际上就是将这个变量的地址赋值给指针,或者反过来说,指针中存储了这个变量的内存地址,指向了这个变量,通过指针就能找到这个变量。

  2. 警惕指针丢失和内存泄漏

  3. 利用哨兵简化实现难度

    针对链表的插入、删除操作,需要对插入第一个结点和删除最后一个结点的情况进行特殊处理。哨兵,解决的是国家之间的边界问题。同理,这里说的哨兵也是解决“边界问题”的,不直接参与业务逻辑。

    如果我们引入哨兵结点,在任何时候,不管链表是不是空,head 指针都会一直指向这个哨兵结点。我们也把这种有哨兵结点的链表叫带头链表。相反,没有哨兵结点的链表就叫作不带头链表

    哨兵结点是不存储数据的。因为哨兵结点一直存在,所以插入第一个结点和插入其他结点,删除最后一个结点和删除其他结点,都可以统一为相同的代码实现逻辑了

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  1. 重点留意边界条件处理

    如果链表为空时,代码是否能正常工作?

    如果链表只包含一个结点时,代码是否能正常工作?

    如果链表只包含两个结点时,代码是否能正常工作?

    代码逻辑在处理头结点和尾结点的时候,是否能正常工作?

  2. 举例画图,辅助思考

  3. 多谢多练,没有捷径