链表 (Linked List)

定义：

链表是由一组节点组成的数据结构，每个节点包含数据和一个指向下一个节点的指针。

主要特性：

1. 动态大小：链表的大小可以在运行时动态增长和减少，与数组不同。

2. 非连续存储：链表中的元素在内存中不必连续地存储。

3. 灵活插入和删除：由于链表的非连续性，插入和删除操作通常比数组更为高效。

基本类型：

1. 单向链表 (Singly Linked List)：每个节点只有一个指向下一个节点的指针。

2. 双向链表 (Doubly Linked List)：每个节点有两个指针，一个指向前一个节点，另一个指向后一个节点。

3. 循环链表 (Circular Linked List)：链表的最后一个节点指向第一个节点，形成一个环。

基本操作：

1. 添加节点：

   • 在链表的开头添加节点（头插法）。

   • 在链表的末尾添加节点（尾插法）。

   • 在指定位置插入节点。

2. 删除节点：

   • 删除链表的第一个节点。

   • 删除链表的最后一个节点。

   • 删除指定位置的节点。

3. 查找节点：

   • 根据值查找节点。

   • 根据索引查找节点。

应用场景：

1. 内存管理：链表的动态性使其在动态分配内存和数据结构中非常有用。

2. 实现其他数据结构：例如队列、堆栈和图等可以使用链表作为底层实现。

3. 数据库和文件系统：链表可以用于链式结构的存储和检索。

优缺点：

优点：

• 允许动态分配内存。

• 插入和删除操作相对高效。

• 灵活性高，易于实现和维护。

缺点：

• 随机访问效率低（时间复杂度为O(n)）。

• 需要额外的内存空间存储指针。

总结：

链表是一种非常有用的数据结构，特别是在需要频繁插入和删除操作或动态内存分配时。了解其基本概念、类型和操作可以帮助我们更有效地使用链表，并将其应用于各种编程和算法问题中。