Java数据结构之链表的概念及结构

1、链表的概念

概念：链表是一种物理存储结构上非连续、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

1、链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成。

2、结点可以在运行时动态(malloc)生成。

3、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（详见1.2 节点部分）。

4、相比于线性表顺序结构，链表操作复杂。但是由于不需按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比顺序表快得多；但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而顺序表只需O(1)

2、结点

链表由一个个结点构成，每个结点采用结构体的形式。结构体内前面的变量按照需要给予，最后一个变量是这个结构体类型的指针，用来存放下一节点的首地址‘

链表结点分为两个域
数据域 ：存放各种实际的数据
指针域 ：存放下一结点的地址

（图为带哨兵位头结点的链表）

3、链表的使用场景

线性表在 需要经常插入或删除数据元素 的情况下适合采用链式存储结构。

因为对于链表来说，插入或删除数据只需要创建一个结点、输入数据、修改指针把该结点连接到链表中的某一位置即可； 而对于顺序表，插入一个数据可能需要搬移其他数据，复杂度高。

4、链表分类和常用结构

虽然组合起来一共有8种链表可以选择，但是实际中最常用的主要还是 无头单向非循环 链表和 带头双向循环 链表。

1、无头单向非循环链表：俗称 “单链表”。结构简单，一般不会单独用来存储数据。实际上更多是作为其他数据结构的子结构（如哈希桶、图的邻接表、栈的链式结构等）

2、带头双向循环链表：结构最复杂，一般用来单独存储数据。实际使用的链表，大多都是带头双向循环链表。虽然结构最复杂，但是这种结构会带来很多优势。

5、与顺序表的比较

链表： 链表是通过结点把离散的数据链接成一个表，通过对结点的插入、删除操作从而实现对数据的存取。

顺序表： 顺序表是通过开辟一段连续的内存（直接使用 数组 或者 malloc后realloc扩容）来存储数据。

但是由于 realloc 扩容分为原地扩容和异地扩容，前者代价较低，而后者扩容时不仅需要拷贝数据，还要释放旧空间。再者，扩容时一般会扩到原来容量的2倍，扩容次数多了就容易造成空间的浪费

顺序表的每个成员对应链表的结点；成员和结点的数据类型可以是标准的c类型或者是用户自定义的结构体类型。

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