链表基础知识详解:从自引用结构到链表操作
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更新于2024-07-31
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"本资源主要讲述了计算机科学中的基础数据结构——链表,适合大一初学者,来自北京邮电大学张雷老师的课程。讲解了链表的自引用结构、创建、节点的插入和删除以及基本操作。"
链表是一种重要的数据结构,它不同于数组,不连续存储数据,而是通过指针将各个节点链接起来。在链表中,每个节点包含两部分:数据部分和指针部分。数据部分存储实际的信息,而指针部分则指向下一个节点的地址。
1. **自引用结构**:在链表中,自引用结构是指结构体中包含一个指针成员,这个指针指向与自身相同类型的结构体。例如,定义一个名为`struct node`的结构体,它包含一个整型数据`data`和一个指向`struct node`类型的指针`nextPtr`。`nextPtr`就是链节,用于连接两个或多个`struct node`结构。
```c
struct node {
int data;
struct node* nextPtr;
};
```
2. **链表结构**:链表由一系列节点组成,每个节点都有一个数据域和一个指针域。链表的首节点称为头节点,它的`nextPtr`指向链表中的下一个节点,最后一个节点的`nextPtr`通常设为`NULL`表示链表的结束。
3. **链表的创建**:创建链表通常涉及动态内存分配,因为节点在程序运行时根据需要动态生成。首先,需要为头节点分配内存,然后根据需要为后续节点分配内存并链接到已有链表中。
4. **节点的插入**:在链表中插入节点涉及到修改指针关系。要插入一个新节点,需要找到插入位置的前一个节点,更新它的`nextPtr`指向新节点,然后新节点的`nextPtr`指向原插入位置的节点。
5. **节点的删除**:删除节点时,需要保存前一个节点的指针,以便可以更改其`nextPtr`以跳过待删除节点。之后,释放待删除节点的内存。
6. **链表的基本操作**:除了创建、插入和删除,链表还可以进行遍历、查找、排序等操作。遍历链表通常从头节点开始,沿着`nextPtr`依次访问每个节点。查找操作需要从头节点开始,逐个检查节点直到找到目标数据。排序链表可能需要使用特定算法,如归并排序或插入排序。
链表的优点在于动态性,可以在任何位置插入或删除节点,不需要移动大量数据。然而,由于需要通过指针跟踪节点,访问链表中的任意元素通常比数组慢,因为无法通过索引直接访问。
在实际应用中,链表常用于实现栈、队列、哈希表等复杂数据结构,以及解决各种算法问题,如LRU缓存淘汰策略等。理解链表及其操作对于深入学习计算机科学至关重要。
2022-10-20 上传
2011-11-13 上传
2023-06-25 上传
2023-05-02 上传
2023-05-19 上传
2024-07-24 上传
2024-06-22 上传
2023-09-05 上传
2023-05-12 上传
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