算法竞赛阶段二-数据结构(38)数据结构动态链表list

动态链表(List)的基本概念

动态链表是一种线性数据结构,通过节点间的指针连接实现动态内存分配。与数组不同,链表的大小可随需增减,插入和删除操作的时间复杂度为 O(1)(已知位置时),但随机访问需要 O(n) 时间。

常见动态链表类型

  1. 单向链表

    每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。

    python 复制代码
    class Node:
        def __init__(self, data):
            self.data = data
            self.next = None
  2. 双向链表

    节点包含指向前驱和后继的指针,支持双向遍历。

    python 复制代码
    class Node:
        def __init__(self, data):
            self.data = data
            self.prev = None
            self.next = None
  3. 循环链表

    尾节点指向头节点,形成闭环。

动态链表的操作

插入节点

在头部插入:

python 复制代码
new_node = Node(data)
new_node.next = head
head = new_node

在中间插入(已知前驱节点 prev_node):

python 复制代码
new_node.next = prev_node.next
prev_node.next = new_node

删除节点

删除头节点:

python 复制代码
head = head.next

删除中间节点(已知前驱节点 prev_node):

python 复制代码
prev_node.next = prev_node.next.next

动态链表的优缺点

优点

  • 内存按需分配,避免静态数组的浪费。
  • 插入/删除高效,无需移动其他元素。

缺点

  • 随机访问效率低。
  • 需要额外空间存储指针。

动态链表的应用场景

  • 实现栈、队列等抽象数据类型。
  • 内存管理中的动态分配(如操作系统的空闲内存块管理)。
  • 需要频繁插入/删除的场景(如实时系统)。

示例:单向链表的完整实现

python 复制代码
class LinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = None

    def append(self, data):
        new_node = Node(data)
        if not self.head:
            self.head = new_node
            return
        last = self.head
        while last.next:
            last = last.next
        last.next = new_node

    def print_list(self):
        current = self.head
        while current:
            print(current.data, end=" -> ")
            current = current.next
        print("None")

注意事项

  • 动态链表需手动管理内存(如 C/C++ 中需释放节点)。
  • 在 Python/Java 等语言中,垃圾回收机制自动处理内存释放。
相关推荐
淮北49430 分钟前
STL学习(十一、常用的算数算法和集合算法)
c++·vscode·学习·算法
糖葫芦君34 分钟前
玻尔兹曼分布与玻尔兹曼探索
人工智能·算法·机器学习
摸鱼仙人~36 分钟前
Redis 数据结构全景解析
数据结构·数据库·redis
花火|6 小时前
算法训练营day37 动态规划⑤ 完全背包 518. 零钱兑换 II、 377. 组合总和 Ⅳ、70. 爬楼梯 (进阶)
算法·动态规划
Neil今天也要学习6 小时前
永磁同步电机无速度算法--脉振方波注入法
算法
绿炮火7 小时前
【MATLAB】(二)基础知识
开发语言·算法·matlab
88号技师7 小时前
2025年6月最新SCI-灰熊脂肪增长优化算法Grizzly Bear Fat Increase-附Matlab免费代码
开发语言·人工智能·算法·matlab·优化算法
玄月初二丶8 小时前
28. 找出字符串中第一个匹配项的下标
c语言·开发语言·数据结构·算法
qq_427506088 小时前
JavaScript和小程序写水印的方法示例
前端·算法·微信小程序
小猪扒饭8 小时前
C基础 12_day
c语言·笔记·学习·算法