链表的相关知识整理

什么是链表

  链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点(链表中每一个元素称为结点)组成,结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域。

链表与数组的区别

  回忆下数组的概念 ,所谓数组,是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合。根据概念我们可以知道数组在内存中连续,链表不连续;由于不同的存储方式导致数组静态分配内存,链表动态分配内存,数组元素在栈区,链表元素在堆区;由于数组在内存中连续,我们可以利用下标定位,时间复杂度为O(1),链表定位元素时间复杂度O(n);但是由于数组的连续性数组插入或删除元素的时间复杂度O(n),链表的时间复杂度O(1)。总结一下,数组和链表的区别如下
  1.数组静态分配内存,链表动态分配内存
  2.数组在内存中连续,链表不连续
  3.数组元素在栈区,链表元素在堆区
  4.数组利用下标定位,时间复杂度为O(1),链表定位元素时间复杂度O(n);
  5.数组插入或删除元素的时间复杂度O(n),链表的时间复杂度O(1)。

C#实现链表的基本操作

  以单链表为例,根据链表的定义我们先定义链表节点的数据结构

    public class Node<T>    {        private T data;        private Node<T> next;        //有参构造函数        //主要用例实例化需要处理的节点用        public Node(T item, Node<T> next)        {            data = item;            this.next = next;        }        //无参构造函数,用例实例化Node节点        public Node()        {            data = default(T);            next = null;        }        public Node<T> Next        {            get { return next; }            set { this.next = value; }        }        public T Data        {            get { return data; }            set { this.data = value; }        }    }

  接下来我们来实现链表的操作,构造一个链表,在构造链表里我们定一个头结点的对象,头结点是个很有用的节点,在后续代码中就可以慢慢体会到

    public class MyLinkList<T>    {       public Node<T> Head { get; set; }        //构造器          public MyLinkList()        {            Head = null;        }    }

  1.求链表的长度,思路:从头结点向后访问,直到最后一个节点,代码如下

       public int Length()        {            var p = Head;            int len = 0;            while (p != null)            {                ++len;                p = p.Next;            }            return len;        }

  2.清空链表,这个就比较奥简单了,直接将头结点置为null 即可,代码如下

        public void Clear()        {            Head = null;        }

  3.同理判断链表是否为空也要用的头结点

        public bool IsEmpty()        {            if (Head == null)            {                return true;            }            else            {                return false;            }        }

  4.在链表的末尾添加新元素,添加新元素,需要先判断链表是否为空,如果为空我们要给头结点赋值,如果不为空需要修改最后一个节点的next指向,代码如下

       public void Append(T item)        {            if (Head == null)            {                Head = new Node<T>(item, null);                return;            }            var p = new Node<T>();            p = Head;            while (p.Next != null)            {                p = p.Next;            }            p.Next = new Node<T>(item, null);        }

  5.在单链表的第i个结点的位置前插入一个指定结点,首先需要找到插入的位置,然后修改相邻节点的指向即可, 代码如下

        public void Insert(T item, int i)        {            if (IsEmpty() || i < 1 || i > GetLength())            {                return;            }            //如果在第一个位置插入 则只需要将该节点的next 指向head即可            if (i == 1)            {                var first = new Node<T>(item, null);                first.Next = Head;                Head = first;                return;            }            var p = new Node<T>();            p = Head;            var left = new Node<T>();            var right = new Node<T>();            int j = 1;            while (p.Next != null && j < i)            {                left = p;                right = p.Next;                ++j;            }            var q = new Node<T>(item, null);            left.Next = q;            q.Next = right;        }

  6.删除指定节点,先找到要删除的前一个结点,然后修改该结点的next指向即可 代码略。。。。

·  7.链表还有删除、获取、查找等操作,基本思想都是一样的,就不一一介绍了

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  11. 给出一单链表头指针pHead和一节点指针pToBeDeleted,O(1)时间复杂度删除节点pToBeDeleted

好了就撸到这里,题目是剑指offer里的题目,大家可以解答下,有问题联系我

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