数据结构与算法 — 链表

链表（经过“指针”将一组零散的内存块串联起来使用。）

三种常见链表结构：

1. 单链表：链表经过指针将一组零散的内存块串联在一块儿。其中，咱们把内存块称为链表的“结点”。为了将全部的结点串起来，每一个链表的结点除了存储数据以外，还须要记录链上的下一个结点的地址。如图所示，咱们把这个记录下个结点地址的指针叫作后继指针next

   如图所示，你会发现，其中有两个结点比较特殊，他们分别是第一个结点和最后一个结点。咱们习惯把第一个结点叫作头结点，把最后一个结点叫作尾结点。其中，头结点用来记录链表的基地址。有了它，咱们能够遍历获得整条链表。而尾结点特殊的地方是：指针不是指向下一个结点，而是指向一个空地址NULL，表示这是链表上最后一个结点。与数组同样，链表也支持数据的查找、插入和删除操做。咱们知道，进行数组的插入，删除操做时，为了保持内存的连续性，须要作出大量的数据搬移，因此时间复杂度是O(n)。而在链表中插入或者删除一个数据，咱们并不须要为了保持内存的连续性而搬移结点，图中能够看出，针对链表的插入和删除操做，咱们只须要考虑相邻结点的指针改变，因此对应时间复杂度是O(1)。

   可是有利也有弊。链表想要随机访问第K个元素，就没有数组高效了。由于链表中的数据并不是连续存储的，因此没法像数组那样，根据首地址和下标，经过寻址公式就能计算出内存地址，而是须要根据指针一个结点一个结点地依次遍历，直到找到对应的结点。因此，链表随机访问的性能没有数组好，须要O(n)的时间复杂度。

2. 循环链表：循环链表其实是一种特殊的单链表。它跟单链表惟一的区别就在尾结点。循环链表的尾结点指针不是指向NULL，而是指向链表的头结点。

    

3. 双向链表：单向链表只有一个方向，结点只有一个后继指针next指向后面的结点。而双向链表，顾名思义，它支持两个方向，每一个结点不止有一个后继指针next指向后面的结点，还有一个前驱指针prev指向前面的结点。

   从图中能够看出，双向链表须要额外的两个空间来存储后继结点和前驱结点的地址。因此存储一样多的数据，双向链表要比单链表占用更多的内存空间。虽然两个指针比较浪费存储空间，但能够支持双向遍历。