五花八门的链表结构

• 链表的主要应用：LRU 缓存淘汰算法

• 缓存：为了提升读性能的组件，通常用于高速存储中

  • 缓存的栗子：CPU 缓存、数据库缓存、浏览器缓存等等

  • 缓存淘汰策略：

    • 先进先出策略 FIFO   使用队列\

    • 最少使用策略 LFU    有序队列\

    • 最近最少使用策略 LRU  链表\

• 常见的链表：单链表、双向链表和循环链表

• 链表组成：节点+后继指针

  • 头结点 记录基地址
  • 尾节点 指向一个空地址

• 单链表

  • 优点：在链表中插入和删除元素的时间复杂度都是o（1） 这点优于数组
  • 缺点：不支持随机访问，查询复杂度o（n）

• 循环链表

  • 与单链表的区别是 循环链表的尾节点指向链表的头节点
  • 简洁的完成约瑟夫问题 todo

• 双向链表

  • 有后继指针和前继指针

  • 相比于单链表增加向前指针，但是支持双向遍历

  • 特点

    • 双向链表可以支持 O(1) 时间复杂度的情况下找到前驱结点，在插入和删除都会更加简单（不需要两个指针）可以直接获取前继节点\

    • 还可以从临时元素开始向前向后查找

  • Java中的LinkedHashMap  空间换时间的思想 类似的还有缓存

• 双向循环链表

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链表 VS 数组性能大比拼

数组	链表
连续的内存空间可以利用CPU的缓存机制，预读数据	零散的内存块
固定大小，无法利用内存碎片	可以利用内存碎片
更加节省内存空间	增加内存空间，造成内存碎片，可能导致频繁的GC

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解答开篇

• 如何利用链表实现一个有序单列表

  • 维护一个有序链表，头部节点是新访问的，尾部节点是最早访问的
  • 新增一个元素，如果在队列中则更新到头部，否则直接插入头部
  • 如果缓存已满，则删除尾部元素
  • 缓存访问的时间复杂度为 O(n)\

• 引入散列表将访问复杂度降到O(1)

总结

• 链表：单链表，双向链表，循环链表，双向循环链表
• 和数组相比，链表更适合插入、删除操作频繁的场景，查询的时间复杂度较高