前端算法系统练习: 链表篇完结
副标题:链表的定义和特点
链表是一种常见的数据结构,由一系列节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。相比于数组,链表具有动态性和灵活性,可以随时插入、删除节点。链表的特点包括:
- 无需连续的内存空间:链表的节点可以存储在内存的任意位置,只需将节点的地址存储在前一个节点中。
- 动态性:链表可以根据需要插入、删除节点,大小可以灵活调整。
- 插入、删除的效率较高:链表在特定位置插入、删除节点的操作效率较高,时间复杂度为O(1)。
- 随机访问的效率较低:链表中的元素并不是连续存储的,因此随机访问某个节点的效率较低,时间复杂度为O(n)。
副标题:单向链表和双向链表
链表可以分为单向链表和双向链表两种类型。
单向链表是最简单的链表结构,每个节点包含数据和一个指向下一个节点的指针。单向链表只能从头到尾遍历,无法回溯。
双向链表在单向链表的基础上增加了一个指向前一个节点的指针,使得链表可以双向遍历。双向链表的优点是便于查找和删除节点,但相对于单向链表,它多了一个指针,占用更多的内存空间。
副标题:链表的应用场景和算法题
链表广泛应用于需要频繁插入、删除元素的场景,比如:
- LRU缓存淘汰算法:利用链表实现缓存的插入和删除操作,最近访问的节点放在链表头部,最久未访问的节点放在链表尾部。
- 大整数运算:由于整数位数过大,无法用基本数据类型表示,可以使用链表存储每一位上的数字,然后通过链表的操作进行运算。
- 编辑器中的撤销和恢复功能:利用双向链表实现撤销和恢复操作,每个操作对应一个节点,可以通过双向遍历进行撤销和恢复。
链表在算法题中也经常出现,常见的链表算法题包括:
- 反转链表:将一个链表按照相反的顺序重新排列。
- 合并两个有序链表:将两个有序链表合并成一个有序链表。
- 判断链表是否有环:判断链表中是否存在环形结构。