链表(上)

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概念

我们先从底层的存储结构上看,数组是一块连续的内存空间。而链表并不需要一块连续的内存空间,它通过“指针”将一组零散的内存块串联起来使用。

单链表、双向链表和循环链表。

链表种类很多,这里只介绍常见的三种

单链表

把内存块称为链表的“结点”。每个链表的结点除了存储数据之外,还需要记录链上的下一个结点的地址。如图所示,我们把这个记录下个结点地址的指针叫作后继指针 next。 image.png 其中有两个结点是比较特殊的,它们分别是第一个结点头结点和最后一个结点尾结点。其中,头结点用来记录链表的基地址。而尾结点指向一个空地址 NULL。

循环链表

循环链表是一种特殊的单链表。它跟单链表唯一的区别就在尾结点。单链表的尾结点指针指向空地址,而循环链表的尾结点指针是指向链表的头结点。 image.png

双向链表

单向链表只有一个方向,结点只有一个后继指针 next 指向后面的结点。而双向链表,顾名思义,它支持两个方向,每个结点不止有一个后继指针 next 指向后面的结点,还有一个前驱指针 prev 指向前面的结点。 image.png 还有一种循环链表和双向链表整合在一起就是循环双向链表 image.png

链表 VS 数组

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。 image.png 数组缺点是大小固定,扩容耗时。

链表缺点是占用空间大,对链表进行频繁的插入、删除操作,还会导致频繁的内存申请和释放,容易造成内存碎片,如果是 Java 语言,就有可能会导致频繁的 GC

此文章为 2 月Day9学习笔记,内容来源于 极客时间《数据结构与算法之美》

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