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2023-08-21 19:32:37 +08:00
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@@ -6,7 +6,9 @@ comments: true
内存空间是所有程序的公共资源,在一个复杂的系统运行环境下,空闲的内存空间可能散落在内存各处。我们知道,存储数组的内存空间必须是连续的,而当数组非常大时,内存可能无法提供如此大的连续空间。此时链表的灵活性优势就体现出来了。
「链表 linked list」是一种线性数据结构,其中的每个元素都是一个节点对象,各个节点通过“引用”相连接。引用记录了下一个节点的内存地址,我们可以通过它从当前节点访问到下一个节点。这意味着链表的各个节点可以被分散存储在内存各处,它们的内存地址是无须连续的。
「链表 linked list」是一种线性数据结构,其中的每个元素都是一个节点对象,各个节点通过“引用”相连接。引用记录了下一个节点的内存地址,通过它可以从当前节点访问到下一个节点。
链表的设计使得各个节点可以被分散存储在内存各处,它们的内存地址是无须连续的。
![链表定义与存储方式](linked_list.assets/linkedlist_definition.png)
@@ -18,7 +20,7 @@ comments: true
- 尾节点指向的是“空”,它在 Java, C++, Python 中分别被记为 $\text{null}$ , $\text{nullptr}$ , $\text{None}$ 。
- 在 C, C++, Go, Rust 等支持指针的语言中,上述的“引用”应被替换为“指针”。
链表节点 `ListNode` 如以下代码所示。每个节点除了包含值,还需额外保存一个引用(指针)。因此在相同数据量下,**链表比数组占用更多的内存空间**。
如以下代码所示,链表节点 `ListNode` 除了包含值,还需额外保存一个引用(指针)。因此在相同数据量下,**链表比数组占用更多的内存空间**。
=== "Java"
@@ -403,13 +405,13 @@ comments: true
### 2.   插入节点
**在链表中插入节点非常容易**。假设我们想在相邻的两个节点 `n0` , `n1` 之间插入一个新节点 `P` ,则只需要改变两个节点引用(指针)即可,时间复杂度为 $O(1)$ 。
在链表中插入节点非常容易。如下图所示,假设我们想在相邻的两个节点 `n0` , `n1` 之间插入一个新节点 `P` **则只需要改变两个节点引用(指针)即可**,时间复杂度为 $O(1)$ 。
相比之下,在数组中插入元素的时间复杂度为 $O(n)$ ,在大数据量下的效率较低。
![链表插入节点](linked_list.assets/linkedlist_insert_node.png)
![链表插入节点示例](linked_list.assets/linkedlist_insert_node.png)
<p align="center"> 图:链表插入节点 </p>
<p align="center"> 图:链表插入节点示例 </p>
=== "Java"
@@ -545,7 +547,7 @@ comments: true
### 3. &nbsp; 删除节点
在链表中删除节点也非常便,只需改变一个节点的引用(指针)即可。
如下图所示,在链表中删除节点也非常便,**只需改变一个节点的引用(指针)即可**
请注意,尽管在删除操作完成后节点 `P` 仍然指向 `n1` ,但实际上遍历此链表已经无法访问到 `P` ,这意味着 `P` 已经不再属于该链表了。
@@ -1120,11 +1122,11 @@ comments: true
## 4.2.3 &nbsp; 常见链表类型
**单向链表**。即上述介绍的普通链表。单向链表的节点包含值和指向下一节点的引用两项数据。我们将首个节点称为头节点,将最后一个节点成为尾节点,尾节点指向空 $\text{None}$
如下图所示,常见的链表类型包括三种
**环形链表**。如果我们令单向链表的节点指向头节点(即首尾相接),则得到一个环形链表。在环形链表中,任意节点都可以视作头节点
**双向链表**与单向链表相比,双向链表记录了两个方向的引用。双向链表的节点定义同时包含指向后继节点(下一个节点)和前驱节点(上一个节点)的引用(指针)。相较于单向链表,双向链表更具灵活性,可以朝两个方向遍历链表,但相应地也需要占用更多的内存空间。
- **单向链表**:即上述介绍的普通链表。单向链表的节点包含值和指向下一节点的引用两项数据。我们将首个节点称为头节点,将最后一个节点成为尾节点,尾节点指向空 $\text{None}$
- **环形链表**:如果我们令单向链表的尾节点指向头节点(即首尾相接),则得到一个环形链表。在环形链表中,任意节点都可以视作头节点。
- **双向链表**与单向链表相比,双向链表记录了两个方向的引用。双向链表的节点定义同时包含指向后继节点(下一个节点)和前驱节点(上一个节点)的引用(指针)。相较于单向链表,双向链表更具灵活性,可以朝两个方向遍历链表,但相应地也需要占用更多的内存空间。
=== "Java"