数据结构：单向链表和双向链表

一、链表概述

链表是一种线性数据结构，通过节点之间的指针链接实现数据存储，属于链式存储结构。与顺序表（数组）相比，链表在动态内存分配和插入删除操作上具有明显优势，但随机访问效率较低。

二、单向链表

1. 结构特点

每个节点包含数据域和指向下一个节点的指针。
只能从头节点开始顺序访问，不支持反向遍历。

2. 基本操作

创建与销毁：动态分配节点内存，遍历释放。

cpp 复制代码

note_t *creat(void)
{
	note_t *pnew = NULL;
	pnew = malloc(sizeof(note_t));
	if(NULL == pnew)
	{
		perror("malloc fail");
		return NULL;
	}
	pnew -> pnext = NULL;
	return pnew;
}
int insert(note_t *phead,DateType TmpData)
{
	note_t *pnew = NULL;

	pnew = malloc(sizeof(note_t));
	if(NULL == pnew)
	{
		perror("fail to malloc");
		return -1;
	}
	pnew->Date = TmpData;
	pnew->pnext = phead->pnext;
	phead->pnext = pnew;

	return 0;
}

插入：可在头、尾或任意位置插入，时间复杂度为 O(1)O(1)（头插）或 O(n)O(n)（中间插入）。
删除：需定位前驱节点，修改指针指向，释放节点内存。

cpp 复制代码

int delete(note_t *phead,DateType TmpData)
{
	note_t *ptmp = NULL;
	note_t *pter = NULL;
	int cnt = 0;
	pter = phead;
	ptmp = phead->pnext;
	while(ptmp != NULL)
	{
		if(ptmp->Date == TmpData)
		{
			pter->pnext = ptmp->pnext;
			free(ptmp);
			cnt++;
			ptmp = pter->pnext;
		}
		else
		{
			ptmp = ptmp->pnext;
			pter = pter->pnext;
		}
	}


	return cnt;
}

遍历：从头节点开始，依次访问直到指针为 NULL。

3. 进阶问题：环检测与处理

判断是否有环：使用快慢指针（Floyd 判圈算法），若相遇则有环。
求环长：从相遇点出发，指针再次回到该点所走过的节点数即为环长。
找环入口：两指针分别从头节点和相遇点同步前进，再次相遇点即为环入口。

cpp 复制代码

int IsCircleList(Node_t *pHead, int *plen, Node_t **ppTmpNode)
{
	Node_t *pFast = NULL;
	Node_t *pSlow = NULL;
	Node_t *pMeetNode = NULL;
	int len = 0;

	pSlow = pFast = pHead->pNext;
	while (1)
	{
		pFast = pFast->pNext;
		if (NULL == pFast)
		{
			return 0;
		}
		pFast = pFast->pNext;
		if (NULL == pFast)
		{
			return 0;
		}

		pSlow = pSlow->pNext;
		if (pSlow == pFast)
		{
			pMeetNode = pSlow;
			break;
		}
	}
	
	pSlow = pMeetNode->pNext;
	len++;
	while (pSlow != pMeetNode)
	{
		len++;
		pSlow = pSlow->pNext;
	}
	*plen = len;

	pFast = pMeetNode;
	pSlow = pHead->pNext;
	while (pFast != pSlow)
	{
		pFast = pFast->pNext;
		pSlow = pSlow->pNext;
	}

	*ppTmpNode = pSlow;

	return 1;
}

三、双向链表

1. 结构特点

节点除数据域外，包含前驱指针 prev 和后继指针 next。
支持双向遍历，可从任意节点向前或向后访问。

2. 操作优势

插入与删除：在已知节点位置时，时间复杂度为 O(1)O(1)，因可直接修改前驱和后继指针。
遍历：支持正向与反向遍历，灵活性更高。

3. 实现要点

创建与销毁：需同时维护双向指针关系。
头插与尾插 ：注意更新头节点或尾节点的 prev 与 next。
删除操作：需处理被删除节点前后节点的指针指向，避免断链。

四、链式存储与顺序存储对比

特性	顺序存储（数组）	链式存储（链表）
访问效率	O(1)O(1)	O(n)O(n)
插入删除效率	O(n)O(n)	O(1)O(1)（已知位置）
空间利用	连续空间，可能浪费	动态分配，利用率高
内存开销	仅数据	数据 + 指针

今日练习

1.双向链表的创建，插入，删除，寻找，替换，销毁。