基本數據結構:鏈表

  [轉自](http://www.cnblogs.com/cxiaojia/archive/2012/08/10/2632055.html%29)

談到鏈表之前,先說一下線性表。線性表是最基本、最簡單、也是最常用的一種數據結構。線性表中數據元素之間的關係是一對一的關係,即除了第一個和最後一個數據元素之外,其它數據元素都是首尾相接的。線性表有兩種存儲方式,一種是順序存儲結構,另一種是鏈式存儲結構。

  順序存儲結構就是兩個相鄰的元素在內存中也是相鄰的。這種存儲方式的優點是查詢的時間複雜度爲O(1),通過首地址和偏移量就可以直接訪問到某元素,關於查找的適配算法很多,最快可以達到O(logn)。缺點是插入和刪除的時間複雜度最壞能達到O(n),如果你在第一個位置插入一個元素,你需要把數組的每一個元素向後移動一位,如果你在第一個位置刪除一個元素,你需要把數組的每一個元素向前移動一位。還有一個缺點,就是當你不確定元素的數量時,你開的數組必須保證能夠放下元素最大數量,遺憾的是如果實際數量比最大數量少很多時,你開的數組沒有用到的內存就只能浪費掉了。

  我們常用的數組就是一種典型的順序存儲結構,如圖1。
  這裏寫圖片描述
  鏈式存儲結構就是兩個相鄰的元素在內存中可能不是相鄰的,每一個元素都有一個指針域,指針域一般是存儲着到下一個元素的指針。這種存儲方式的優點是插入和刪除的時間複雜度爲O(1),不會浪費太多內存,添加元素的時候纔會申請內存,刪除元素會釋放內存,。缺點是訪問的時間複雜度最壞爲O(n),關於查找的算法很少,一般只能遍歷,這樣時間複雜度也是線性(O(n))的了,頻繁的申請和釋放內存也會消耗時間。

順序表的特性是隨機讀取,也就是訪問一個元素的時間複雜度是O(1),鏈式表的特性是插入和刪除的時間複雜度爲O(1)。要根據實際情況去選取適合自己的存儲結構。

一、 單向鏈表

鏈表中最簡單的一種是單向鏈表,每個元素包含兩個域,值域和指針域,我們把這樣的元素稱之爲節點。每個節點的指針域內有一個指針,指向下一個節點,而最後一個節點則指向一個空值。如圖2就是一個單向鏈表。
這裏寫圖片描述
一個單向鏈表的節點被分成兩個部分。第一個部分保存或者顯示關於節點的信息,第二個部分存儲下一個節點的地址。單向鏈表只可向一個方向遍歷。
(此處原文有作者的C++版單向鏈表類模板的例子,未轉過來)

二、 雙向鏈表

雙向鏈表的指針域有兩個指針,每個數據結點分別指向直接後繼和直接前驅。單向鏈表只能從表頭開始向後遍歷,而雙向鏈表不但可以從前向後遍歷,也可以從後向前遍歷。除了雙向遍歷的優點,雙向鏈表的刪除的時間複雜度會降爲O(1),因爲直接通過目的指針就可以找到前驅節點,單向鏈表得從表頭開始遍歷尋找前驅節點。缺點是每個節點多了一個指針的空間開銷。如圖6就是一個雙向鏈表。

這裏寫圖片描述

三、 循環鏈表

循環鏈表就是讓鏈表的最後一個節點指向第一個節點,這樣就形成了一個圓環,可以循環遍歷。單向循環鏈表可以單向循環遍歷,雙向循環鏈表的頭節點的指針也要指向最後一個節點,這樣的可以雙向循環遍歷。如圖7就是一個雙向循環鏈表。

這裏寫圖片描述

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章