「链表」是一种怎样的数据结构,它有什么特点

「链表」是一种比较简单、很常见的数据结构,是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表的特点:1、插入删除效率高;2、灵活度高;3、空间分散;4、查找效率低;5、空间利用率高。

一、链表的特点

「链表」是一种比较简单、很常见的数据结构,是线性表(List)的一种,是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。

1、插入删除效率高:.任意位置插入元素和删除元素效率较高,时间复杂度为O(1

2、灵活度高:链表不需要预先分配固定大小的空间,可以随着元素的增加自动扩容,因此不会出现内存不足的情况。

3、空间分散:在内存中,元素的空间可以在任意地方,空间是分散的,不需要连续。

4、查找效率低:查找数据时效率低,时间复杂度为O(N),因为链表的空间是分散的,所以不具有随机访问性,如要需要访问某个位置的数据,需要从第一个数据开始找起,依次往后遍历,直到找到待查询的位置,故可能在查找某个元素时,时间复杂度达到O(N)。

5、空间利用率高:空间不需要提前指定大小,是动态申请的,根据需求动态的申请和删除内存空间,扩展方便,故空间的利用率较高。

二、链表是什么

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点(链表中每一个元素称为结点)组成,结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域。 相比于线性表顺序结构,操作复杂。由于不必须按顺序存储,链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度,比另一种线性表顺序表快得多,但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间,而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。

线性表的链式存储表示的特点是用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素(这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的)。因此,为了表示每个数据元素 与其直接后继数据元素 之间的逻辑关系,对数据元素 来说,除了存储其本身的信息之外,还需存储一个指示其直接后继的信息(即直接后继的存储位置)。由这两部分信息组成一个”结点”(如概述旁的图所示),表示线性表中一个数据元素。线性表的链式存储表示,有一个缺点就是要找一个数,必须要从头开始找起,十分麻烦。

链表的相关概念:

  • 头结点:有时,在链表的第一个结点之前会额外增设一个结点,结点的数据域一般不存放数据(有些情况下也可以存放链表的长度等信息),此结点被称为头结点。
  • 首元结点:链表中第一个元素所在的结点,它是头结点后边的第一个结点。
  • 头指针:永远指向链表中第一个结点的位置(如果链表有头结点,头指针指向头结点;否则,头指针指向首元结点)。

三、链表的类型

1、单链表

单链表是一种链式存取的数据结构,用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。链表中的数据是以结点来表示的,每个结点的构成:元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置),元素就是存储数据的存储单元,指针就是连接每个结点的地址数据。

2、循环链表

循环链表(Circular Linked List)是一种特殊的链表结构,在普通链表的基础上,将链表的末尾节点的指针指向链表的头节点,形成一个环形结构。这个环形结构可以用来模拟某些具有周期性特征的问题,例如循环队列等。

3、双向链表

双向链表也叫双链表,是链表的一种,它的每个数据结点中都有两个指针,分别指向直接后继和直接前驱。所以,从双向链表中的任意一个结点开始,都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。

4、双向循环链表

双向循环链表(Doubly Circular Linked List)是一种特殊的双向链表结构,在双向链表的基础上,将链表的头尾相连,形成一个闭合的循环链表。双向循环链表中,最后一个节点的后继节点是第一个节点,第一个节点的前驱节点是最后一个节点,因此可以在链表的任意一个节点上进行循环遍历,遍历完成后会回到起点。

延伸阅读

在链表中设置头结点的好处

  • 便于首元结点的处理:首元结点的地址保存在头结点的指针域中,所以在链表的第一个位置上的操作和其他位置一致,无须进行特殊处理;
  • 便于空表和非空表的统一处理:无论链表是否为空,头指针都是指向头结点的非空指针,因此空表和非空表的处理也就统一了。

文章标题:「链表」是一种怎样的数据结构,它有什么特点,发布者:Z, ZLW,转载请注明出处:https://worktile.com/kb/p/49428

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