简述什么是链表 ?

链表是一种常见的基础数据结构,它是由一系列节点组成的集合。每个节点至少包含两个部分:一部分存储数据元素(数据字段),另一部分存储指向下一个节点的链接(指针或引用)。链表通过节点间的指针连接起来,形成一个序列。

特点

  • 动态大小:与数组不同,链表的大小不是固定的,可以根据需要动态地增加或减少节点。
  • 高效的插入和删除操作:在链表中插入或删除节点时,只需修改相关节点的指针,而不需要移动其他元素,这使得相对于数组,链表在进行插入和删除操作时更加高效。
  • 顺序访问:链表的元素不能像数组那样通过索引直接访问。要访问链表中的一个元素,你需要从头开始,通过节点间的链接逐个前进到达目标元素。

类型

链表根据其结构可以分为几种类型:

  • 单向链表:每个节点只包含指向下一个节点的链接。
  • 双向链表:每个节点包含两个链接,一个指向下一个节点,另一个指向前一个节点,这使得在链表中向前或向后遍历都变得可能。
  • 循环链表:链表的尾部不是指向null,而是指回到头部或其他任何节点,形成一个环。
  • 双向循环链表:结合了双向链表和循环链表的特点,每个节点都有两个链接,链表的尾部节点指向头部节点,头部节点也指向尾部节点,形成一个双向的环。

例子

想象一下,链表就像一列火车。每节车厢(节点)里有乘客(数据元素)和通往下一节车厢的门(指向下一个节点的指针)。如果这是一列单向列车(单向链表),你只能通过一节节车厢向前移动来到达列车的末尾。如果列车是双向的(双向链表),那么每节车厢都有前后门,你可以向前或向后移动。如果列车形成一个环(循环链表),你可以从任何一节车厢出发,最终回到起点。

链表在需要频繁插入和删除元素的场景下非常有用,例如实现动态队列、栈、以及其他复杂的数据结构如哈希表和图的邻接列表。

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