链表数据结构

链表的定义

链表是数据结构之一，其中的数据呈线性排列。在链表中，数据的添加和删除都较为方便，就是访问比较耗费时间。

• 这就是链表的概念图。Blue、Yellow、Red 这 3 个字符串作为数据被存储于链表中。每个数据都有 1 个“指针”，它指向下一个数据的内存地址。

  
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• 在链表中，数据一般都是分散存储于内存中的，无须存储在连续空间内。

  
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• 因为数据都是分散存储的，所以如果想要访问数据，只能从第 1个数据开始，顺着指针的指向一一往下访问（这便是顺序访问）。比如，想要找到 Red这一数据，就得从 Blue开始访问。

  
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• 这之后，还要经过 Yellow，我们才能找到 Red。

  
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• 如果想要添加数据，只需要改变添加位置前后的指针指向就可以，非常简单。比如，在 Blue和 Yellow 之间添加 Green。

  
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• 将 Blue的指针指向的位置变成 Green，然后再把 Green的指针指向 Yellow，数据的添加就大功告成了

  
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• 数据的删除也一样，只要改变指针的指向就可以，比如删除 Yellow。

  
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• 只需要把 Green指针指向的位置从 Yellow变成 Red，删除就完成了。

  
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对链表的操作所需的运行时间到底是多少呢？在这里，我们把链表中的数据量记成n。访问数据时，我们需要从链表头部开始查找（线性查找），如果目标数据在链表最后的话，需要的时间就是 O(n)。
另外，添加数据只需要更改两个指针的指向，所以耗费的时间与 n 无关。如果已经到达了添加数据的位置，那么添加操作只需花费 O(1) 的时间。删除数据同样也只需O(1) 的时间。

链表的分类

• 循环链表，也叫环形链表。

  
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我们也可以在链表尾部使用指针，并且让它指向链表头部的数据，将链表变成环形。

• 双向链表

  
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上文链表里的每个数据都只有一个指针，但我们可以把指针设定为两个，并且让它们分别指向前后数据，这就是“双向链表”。使用这种链表，不仅可以从前往后，还可以从后往前遍历数据，十分方便。
但是，双向链表存在两个缺点：一是指针数的增加会导致存储空间需求增加；二是添加和删除数据时需要改变更多指针的指向。