一、简介
链表分为单链表和双链表
单链表:
单链表中的每个结点不仅包含值,还包含链接到下一个结点的引用字段。
双链表:
双链表以类似单链表的方式工作,与之相比额外还有一个引用字段,称为“prev”字段。有了这个额外的字段,能够知道当前结点的前一个结点。
链表的特点:
- 我们不能在常量级的时间内
访问随机位置。 - 我们必须从头部遍历才能得到我们想要的第一个结点。
- 在最坏的情况下,时间复杂度将是
O(N),其中N是链表的长度。
二、单链表的添加和删除操作
使用给定值初始化新结点 cur;
将 cur的“next”字段链接到 prev 的下一个结点 next;
将 prev 中的“next”字段链接到 cur。
与数组不同,我们不需要将所有元素移动到插入元素之后。因此,您可以在 O(1) 时间复杂度中将新结点插入到链表中,这非常高效。
在链表添加新新节点有锁不同:
在开头添加新节点时更新头结点 head 至关重要。
- 初始化一个新结点
cur; - 将新结点链接到我们的原始头结点
head。 - 将
cur指定为head。
三、双链表的添加和删除
1、添加
如果我们想在现有的结点 prev 之后插入一个新的结点 cur,我们可以将此过程分为两个步骤:
(1)链接 cur与 prev 和 next,其中 next是 prev 原始的下一个节点;
(2)用 cur重新链接 prev 和 next。
与单链表类似,添加操作的时间和空间复杂度都是 O(1)。
2、删除
想从双链表中删除一个现有的结点 cur,我们可以简单地将它的前一个结点 prev 与下一个结点 next链接起来。
与单链表不同,使用“prev”字段可以很容易地在常量时间内获得前一个结点。
因为我们不再需要遍历链表来获取前一个结点,所以时间和空间复杂度都是O(1)。
四、总结
让我们简要回顾一下单链表和双链表的表现。
它们在许多操作中是相似的。
- 它们都无法在常量时间内
随机访问数据。 - 它们都能够
在 O(1) 时间内在给定结点之后或列表开头添加一个新结点。 - 它们都能够
在 O(1) 时间内删除第一个结点。
但是删除给定结点(包括最后一个结点)时略有不同。
- 在单链表中,它无法获取给定结点的前一个结点,因此在删除给定结点之前我们必须花费
O(N)时间来找出前一结点。 - 在双链表中,这会更容易,因为我们可以使用“prev”引用字段获取前一个结点。因此我们可以在
O(1)时间内删除给定结点。
这里我们提供链表和其他数据结构(包括数组,队列和栈)之间时间复杂度的比较:
经过这次比较,我们不难得出结论:
如果你需要经常添加或删除结点,链表可能是一个不错的选择。
如果你需要经常按索引访问元素,数组可能是比链表更好的选择。