【数据结构】谈谈单链表和双链表

首先谈谈数组和单链表的区别

数组的特点

1. 在内存中连续
2. 利用下标定位元素，因此查找操作的时间复杂度为O(1)
3. 增加与删除元素时，需要进行移动，因此增加与删除操作的时间复杂度为O(n)
4. 数组大小固定，不能直接扩容。如果需要扩容，也是创建一个更大的数组，再将元素复制过去。

链表的特点

1. 在内存中可以不连续
2. 增加与删除元素的操作很方便，只需要移动指针，不需要移动元素，因此增加与删除的操作的时间复杂度为O(1)
3. 不能随机查找元素，查找任何一个元素，需要从头结点开始遍历，直到查找到指定的元素，时间复杂度为O(n)

当然，链表中的单链表只能从一头开始查找，而双链表则可以从两头分别往中间进行查找。

单链表和双链表的区别

单链表结构图

单链表的每个节点，只能有一个data和一个指向下一个节点的指针next，因此只能从头结点开始，顺着next指针遍历。

单链表删除一个节点，需要在遍历的同时，一路保存着待删除节点的前驱节点，等到查到待删除节点时，直接将前驱节点指向待删除节点的后继节点，最后断开待删除节点的指针即可。

双链表结构图

双链表不仅有一个指向下一个节点的next指针，而且还有一个指向上一个节点的pre指针。

在查找一个元素时，单链表的表现往往没有双链表好，单链表只能攒足了劲一头往前冲，而双链表则可以派两个人一头一尾地毯式搜寻。尽管双链表的查询效率较高，但是单链表的使用率还是高于双链表。

单链表的使用率高于双链表

双链表比单链表，也就多一个指针，差别就在这个指针上，这个需要从空间角度来考虑。

在32位系统中，一个指针占用4个字节；在64位系统中，一个指针占用8个字节。（指针的大小和指向的内容以及内容的大小无关）

那么一个具有n个节点的双链表，就比同样大小的单链表多了高达8*n个字节，而内存往往是珍贵的。

单链表和双链表的查找效率在现在的机器上，其实区别不大。相比之下，单链表的使用率高于双链表。

链表中比较经典的题目

判断链表是否有环的问题，算是面试中的高频考点了，有额外空间、快慢指针等方法，当然面试官也会继续深入。

有兴趣的胖友，可以参考我的另外一篇文章，【leetcode】环形链表及拓展