剖析链表：数据结构中的关键之匙

见解分享

2023-11-16 23:50:49

技术指南：掌握链表数据结构的精髓

导言

在数据结构的领域中，链表可谓是线性表中的重中之重。作为一项至关重要的技术，链表广泛应用于计算机科学的方方面面，从操作系统到数据库管理系统。熟练掌握链表对于提升编程水平和解决复杂问题至关重要。

链表基础

术语定义：

结点： 链表的基本组成单元，包含数据项和指向下一个结点的指针。
表头： 指向链表中第一个结点的指针。
表尾： 指向链表中最后一个结点的指针。
空链表： 不包含任何结点的链表，表头和表尾都为 NULL。

链表类型：

单向链表： 结点只包含一个指向下一个结点的指针。
双向链表： 结点同时包含指向下一个结点的指针和指向上一个结点的指针。
循环链表： 最后一个结点的指针指向表头。

插入和删除操作：

插入： 根据插入位置（表头、表尾、指定位置），创建新结点并更新指针。
删除： 根据待删除结点的位置（表头、表尾、指定位置），更新指针并释放待删除结点的内存。

链表应用

链表在实际编程中有着广泛的应用：

存储有序或无序的数据集合，如队列和栈。
管理内存分配，如链表分配器。
实现哈希表，以提高数据检索效率。
构建复杂的数据结构，如树和图。

示例代码

以下是 C++ 中单向链表的示例代码：

struct Node {
  int data;
  Node* next;
};

class LinkedList {
public:
  LinkedList() : head(nullptr), tail(nullptr) {}

  void insert(int data) {
    Node* newNode = new Node{data, nullptr};
    if (tail) {
      tail->next = newNode;
    } else {
      head = newNode;
    }
    tail = newNode;
  }

  void delete(int data) {
    Node* curr = head;
    Node* prev = nullptr;
    while (curr && curr->data != data) {
      prev = curr;
      curr = curr->next;
    }
    if (curr) {
      if (prev) {
        prev->next = curr->next;
      } else {
        head = curr->next;
      }
      delete curr;
      if (!head) {
        tail = nullptr;
      }
    }
  }

  Node* head;
  Node* tail;
};