【数据结构】链表

数组：

数组中元素储存在连续的内存位置，声明数组时可以指定数组的大小，限制数组可以存储的元素数量。

但如果事先不知道元素的大小，可以申请一个足够大的数组，但是内存中可能没有足够大连续内存空间，如何合理地利用内存中的非连续空间呢

链表：一种非常灵活的动态数据结构，不将其元素存储在连续的内存位置中，所以可以任意添加链表元素的数量

链表与数组的不同：链表中的数据在内存中并不是顺序存储的，而是通过在链表的每个元素中，保存指向下一个元素的引用，来找到下一个元素。

struct LNode{
	int data;
	struct LNode * next;
};

struct LNode *head, *middle,*last;

head=(LNode *)malloc(sizeof(struct LNode));
middle=(LNode *)malloc(sizeof(struct LNode));
last=(LNode *)malloc(sizeof(struct LNode));

//数据域赋值
head->data=10;
middle->data=20;
last->data=30;

//指针域
head->next=middle;
middle->next=last;
last->next=NULL;

struct LNode *temp=head;

while(temp!=NULL){
	print("%d ",temp->data);
	temp=temp->next;
}

data数据域：可以存放该节点对应的任何数据类型，如int、char、float；next指针域：指向链表中下一个节点的引用指针

单向链表

单向链表也叫单链表，是链表中最简单的一种形式，它的每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。

• 表元素域elem用来存放具体的数据
• 链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）
• 变量p指向链表的头节点head的位置，从p出发能找到链表中的任意节点

节点实现

class SingleNode(object):
	"""单链表的节点"""
	def __init__(self,item):
		# _item存放数据元素
		self.item=item
		# _next是下一个节点的标识
		self.next=None

用一个类来表示一个节点

class Node{
	constructor(value,next=null){
		this.value=value;
		this.next=next;
	}
}

单链表的实现

定义链表class

class LinkedList{
	constructor(value){
		this.head=new Node(value);
	}
}

单链表的操作

• is_empty() 链表是否为空
• length() 链表长度
• travel() 遍历整个链表
• add(item) 链表头部添加元素
• append(item) 链表尾部添加元素
• insert(pos,item) 指定位置添加元素
• remove(item) 删除节点
• search(item) 查找节点是否存在

给定一个值，查找对应的节点

findNode(value){
	let currentNode=this.head;
	while(currentNode.value!=value){
		currentNode=currentNode.next;
	}
	if(!currentNode){
		return null;
	}
	return currentNode;
}

在指定节点后面插入新节点

insertAfter(value,newValue){
	const newNode=new Node(newValue);
	const currentNode=this.findNode(value);

	newNode.next=currentNode.next;
	currentNode.next=newNode;
}

在尾部添加节点

append(value){
	const newNode=new Node(value);
	let currentNode=this.head;
	while(currentNode.next){
		currentNode=currentNode.next;
	}
	currentNode.next=newNode;
}

在头部插入节点

prepend(value){
	const newNode=new Node(value);
	newNode.next=this.head;
	this.head=newNode;
}

删除指定节点

remove(value){
	let currentNode=this.head;
	let previousNode=null;

	while(currentNode.value!=value){
		previousNode=currentNode;
		currentNode=currentNode.next;
	}
	if(currentNode==this.head){
		this.head=currentNode.next;
	}else{
		previousNode.next=currentNode.next;
	}
}	

删除头部节点

removeHead(){
	this.head=this.head.next;
}

删除尾部节点

removeTail(){
	let currentNode=this.head;
	let previousNode=null;
	while(currentNode.next){
		previousNode=currentNode;
		currentNode=currentNode.next;
	}
	previousNode.next=null;
}

遍历链表

traverse(){
	let currentNode=this.head;
	while(currentNode){
		console.log(currentNode.value);
		currentNode=currentNode.next;
	}
}

双链表

class Node{
		constructor(value,next=null,pre=null){
		this.value=value;
		this.next=next;
		this.pre=pre;
	}
}

循环链表

class LinkedList{
	constructor(value){
		this.head=new Node(value);
		//初始tail就是head
		//添加节点后，tail.next=head
		this.tail=this.head;
	}
}