数据结构 单项列表
一、什么是单项列表?数组和链表
单项列表,又称单向链表,是一种基本的数据结构之一。在单向链表中,每个节点都包含两个部分,一个是存储数据的值域,另一个是指向下一个节点的指针域。链表的头节点不存放数据,只存储下一个节点的地址。
二、单项列表的优缺点
单项列表相对于数组的优点在于可以动态地进行内存分配,不需要像数组一样在使用的时候提前确定大小,使得它的使用更加灵活。此外,链表的插入和删除操作非常简便,只需要改变相邻节点的指针即可,效率较高。但是,单项列表的缺点也是非常明显的,由于它存储在内存中的节点是非连续的,访问其中某个节点的时间复杂度是O(n)的,这也是相对于数组的一个不足之处。
三、单项列表的常用操作
1. 插入操作:插入一个节点可以分为三个步骤,首先需要在内存中分配一个节点,并且给节点赋值,然后将被插入节点的指针指向新节点,最后将新节点的指针指向原来被插入节点的下一个节点即可。
2. 删除操作:删除一个节点也需要分为三步,首先需要到待删除节点的上一个节点,然后将上一个节点的指针指向待删除节点的下一个节点,最后释放被删除的节点。
3. 查操作:单项列表的查操作需要从头节点开始,一直向下遍历到到目标节点为止。
4. 修改操作:修改操作需要先到目标节点,然后对其进行更新就可以了。
四、单项列表与其他数据结构的区别
和数组相比,单项列表的内存空间使用更加灵活,但是访问节点的时间开销更大;和双向链表相比,缺乏了向前遍历的能力,但是也减少了指针的使用数量。
五、单项列表的应用场景
单向链表的应用场景非常广泛,例如操作系统中的进程调度、各种数据结构的实现、图像处
理、文本处理等等。其中最为经典的案例是LRU缓存淘汰策略,当内存不足时,需要根据一定的策略来选择哪些数据需要被清除,而LRU就是采用单向链表的方式记录数据访问的时间顺序,最久未被使用的数据将被清理出内存,从而保证内存的有效利用。
综上所述,单项列表虽然和其它数据结构有着不同的优缺点,但是由于其自身的优秀特性,在日常应用中获得了广泛的使用与赞誉。
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