【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


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发布于 2020-04-01 17:11

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