链式存储结构/链式表

定义

数据域：存储数据元素的信息
指针域：存储直接后继位置，指针域中存储的信息叫做指针或链
结点Node：数据域+指针域
所以一般Node类设计：

//java
class Node{int data; //数据域Node next; // 指针域Node(int val){// 构造方法this.data = val;this.next = null;}
}

# python
class Node(Object){def __init__(self, val):self.data = val;self.next = None;
}

n个结点链成一个链表，即为线性表的链式存储结构，因为此链表的每个结点中只包含一个指针域，所以叫做单链表
头指针：链表中第一个结点的存储位置
头结点：在单链表的第一个结点前附设一个结点（头结点数据域可以不存储任何信息，头
结点的指针域存储指向第⼀个结点的指针）

头指针	头结点
头指针是指链表指向第⼀个结点的指针，若链表有头结点，则是指向头结点的指针	为了⽅便操作⽽设⽴，放在第⼀元素的结点之前，数据域⼀般⽆意义（可存放链表⻓度）
头指针具有标识作⽤，通常⽤头指针作为链表的名字	有头结点后对于第⼀元素结点的插⼊和删除与其他结点⽆异）
⽆论链表是否为空，头指针均不为空。头指针是链表的必要元素	头结点⾮必需

链式存储特点

⽤⼀组任意的存储单元存储线性表的数据元素，存储单元可以是连续的也可以是不连续的，所以数据元素可以存在内存未被占⽤的任意存储位置

单链表

注：下文中提到的length为链表长度/链表有效元素个数

单链表读取

声明⼀个结点p指向链表第⼀个结点，初始化i从1开始；
当i<length时，遍历链表，让p指针向后移动不断指向下⼀结点，i++；
若到链表末尾p为空，则说明第i个元素不存在；
否则查找成功，返回结点p的数据。

单链表插入

声明⼀个结点p指向链表第⼀个结点，初始化i从1开始；
当i<length时遍历链表，p指针向后移动不断指向下⼀个结点，i++
当遍历到链表尾p为空，说明第i个元素不存在
否则查找成功，⽣成空结点s
将要插⼊的结点赋值给s→data
单链表的标准插⼊：
s→next=p→next;
p→next=s；
(如果交换语句顺序:p→next=s;s→next=p→next; 会导致，
p→next⾸先会被覆盖成s的地址，那么s→next=s，
此时原本的p→next就没有了上级，链表造成断链)
返回成功

单链表删除

声明⼀个结点p指向链表的第⼀个结点位置，初始化i从1开始
当i<length时遍历链表，指针p后移，i++
当到链表尾部p尾空，说明第i个元素不存在
否则查找成功，将要删除的结点赋值为q，即p→next=q
删除p→next = q→next（其实4、5步综合来看就是p→next=p→next→next; 只是
我们需要删除的结点data值，多了⼀个变量缓存它）
将q结点的data值赋值给e，等待返回
释放q结点（一般来说c c++就要手动释放，java和python有自动回收机制）
返回e

时间复杂度

遍历查找第i个元素+插入/删除元素，都为O（n）
情况：当从第i个位置插⼊10个元素
顺序表：每次都要移动n-i个元素，每次都是O（n）
单链表：只需要第⼀个找到第i个位置的指针此时为O（n），接下来都是移动指针，时间复
杂度都为O（1）
总结：插⼊或删除越频繁，单链表优势会更⼤

单链表整表创建

声明⼀结点p和计数器变量i；
初始化空链表L
头插法
（3）. 让L的头结点的指针指向NULL，建⽴⼀个带头结点的单链表
（4）. 循环p：
a. ⽣成新的结点赋值给p；
b. 随机⽣成数字赋值给p的数据域p→data
c. 将p插⼊到头结点与前⼀新结点之间

尾插法
(3). 新建r指向尾部结点 r=*L
(4). 循环p：
a. ⽣成新的结点p
b. 随机⽣成数字赋值给p的数据域p→data
c. 将表尾终端结点的指针指向新指针 r→next=p
d. 将当前的新结点定义成表尾终端结点 r=p
(5). 将最后链表的指针域置空，明晰尾部 r→next=NULL

单链表整表删除

声明结点p和q
将第⼀个结点赋值为p
循环p：
a. 将下⼀结点赋值给q
b. 释放p
c. 将q赋值p
最后将头结点指针域置为空
q的作⽤：记录下⼀结点，以便等当前结点释放后，把下⼀结点拿回来补充

顺序存储与链式存储差异

存储分配⽅式	时间性能	空间性能
顺序存储⽤⼀段连续的存储单元依次存储线性表的数据元素	查找：顺序存储O(1) 单链表O(n)	顺序存储需预分配存储空间，分⼤了，浪费，分⼩了容易发⽣上溢
单链表采⽤链式存储结构，⽤⼀组任意的存储单元存放元素	插⼊删除：顺序存储结构需要平均移动表⻓⼀半的元素O（n）单链表找出某位置的指针后，插⼊和删除为O（1）	单链表不需要分配存储空间，只要有就可以分配，元素个数不受限制

Python代码链接

本章节python相关代码链接
其中single_link_list.py 为顺序结构线性表
其他的文件可以看README.md里面有详解

Java代码链接

本章节python相关代码链接
其中SingleLinkList.java 为顺序结构线性表
其他的文件可以看README.md里面有详解

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