链表(初探)

又是可悲的一天,重庆单天新增800多例.光是我们这栋楼就有三四个.在家”疯”控第三天晚上,闲来无事,整理一下编程笔记.

链表是一种用于存储数据的数据结构,通过如链条一般的指针来连接元素。它的特点是插入与删除数据十分方便,但寻找与读取数据的表现欠佳。

与数组的区别

链表和数组都可用于存储数据。与链表不同,数组将所有元素按次序依次存储。不同的存储结构令它们有了不同的优势:

链表因其链状的结构,能方便地删除、插入数据,操作次数是 O(1)。但也因为这样,寻找、读取数据的效率不如数组高,在随机访问数据中的操作次数是 O(n)。

数组可以方便地寻找并读取数据,在随机访问中操作次数是O(1)。但删除、插入的操作次数是O(n)次。

构建链表

Tip

构建链表时,使用指针的部分比较抽象,光靠文字描述和代码可能难以理解,建议配合作图来理解。

单向链表中包含数据域和指针域,其中数据域用于存放数据,指针域用来连接当前结点和下一节点。

struct Node {
  int value;
  Node *next;
};

双向链表中同样有数据域和指针域。不同之处在于,指针域有左右(或上一个、下一个)之分,用来连接上一个结点、当前结点、下一个结点。

struct Node {
  int value;
  Node *left;
  Node *right;
};

向链表中插入(写入)数据

流程大致如下:

代码实现如下:

void insertNode(int i, Node *p) {
  Node *node = new Node;
  node->value = i;
  node->next = p->next;
  p->next = node;
}

将链表的头尾连接起来,链表就变成了循环链表。由于链表首尾相连,在插入数据时需要判断原链表是否为空:为空则自身循环,不为空则正常插入数据。

大致流程如下:

代码实现如下:

void insertNode(int i, Node *p) {
  Node *node = new Node;
  node->value = i;
  node->next = NULL;
  if (p == NULL) {
    p = node;
    node->next = node;
  } else {
    node->next = p->next;
    p->next = node;
  }
}

在向双向循环链表插入数据时,除了要判断给定链表是否为空外,还要同时修改左、右两个指针。

大致流程如下:

代码实现如下:

void insertNode(int i, Node *p) {
  Node *node = new Node;
  node->value = i;
  if (p == NULL) {
    p = node;
    node->left = node;
    node->right = node;
  } else {
    node->left = p;
    node->right = p->right;
    p->right->left = node;
    p->right = node;
  }
}

设待删除结点为 p,从链表中删除它时,将 p 的下一个结点 p->next 的值覆盖给 p 即可,与此同时更新 p 的下下个结点。

流程大致如下:

代码实现如下:

void deleteNode(Node *p) {
  p->value = p->next->value;
  Node *t = p->next;
  p->next = p->next->next;
  delete t;
}

流程大致如下:

代码实现如下:

void deleteNode(Node *&p) {
  p->left->right = p->right;
  p->right->left = p->left;
  Node *t = p;
  p = p->right;
  delete t;
}

异或链表(XOR Linked List)本质上还是 双向链表,但它利用按位异或的值,仅使用一个指针的内存大小便可以实现双向链表的功能。

我们在结构 Node 中定义 lr = left ^ right,即前后两个元素地址的 按位异或值。正向遍历时用前一个元素的地址异 或当前节点的 lr 可得到后一个元素的地址,反向遍历时用后一个元素的地址异或当前节点的 lr 又可得到前一个的元素地址。 这样一来,便可以用一半的内存实现双向链表同样的功能。

Original: https://blog.csdn.net/cyyyyds857/article/details/127813582
Author: cyy_yyds(蒟蒻练习生)
Title: 链表(初探)

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