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数据结构——双向链表

双向链表(Doubly Linked List)是一种常见的数据结构,它由一系列节点组成,每个节点包含数据和两个指针,分别指向其直接前驱和直接后继的节点。与单向链表相比,双向链表的特点是可以从两个方向遍历,即向前和向后。这种结构使得在链表中插入、删除节点时可以更方便地访问前驱节点,而不需要从头节点开始遍历。

双向链表和单向链表是数据结构中链表的两种常见形式,它们在存储和访问数据的方式上有所不同。下面是它们之间的一些主要区别:

1. 指针方向:
   单向链表:每个节点只包含一个指向下一个节点的指针(或称为链接),因此只能单向遍历。
   双向链表:每个节点包含两个指针,一个指向前一个节点,一个指向后一个节点,因此可以双向遍历。

2. 插入和删除操作:
   单向链表:若要删除一个节点或在某个节点后插入一个新节点,你需要访问该节点的前一个节点,这在没有头节点的情况下可能需要从头遍历链表。
   双向链表:由于可以双向遍历,删除节点或在节点后插入新节点时,可以直接访问到前一个节点,这使得插入和删除操作更加灵活和高效。

3. 内存使用:
   单向链表:每个节点只需要存储一个指针,因此内存使用相对较少。
   双向链表:每个节点需要存储两个指针,因此占用的内存相对较多。

4. 复杂度:
   对于单向链表,搜索特定节点的复杂度为O(n),因为可能需要遍历整个链表。
   对于双向链表,虽然搜索复杂度也是O(n),但因为可以双向遍历,某些情况下(如从尾部开始搜索)可能会更快。

5. 应用场景:
   单向链表适用于插入和删除操作较少,且对内存使用有要求的场景。
   双向链表适用于需要频繁进行插入和删除操作,且对双向遍历有需求的场景。

双向链表(Doubly Linked List)是一种复杂的数据结构,它由一系列节点组成,每个节点包含三个部分:数据域和两个指针域。下面详细介绍双向链表的结构:

节点结构

每个节点通常包含以下三个部分:

1. 数据域(Data Field):
   存储节点的实际数据,可以是任意类型的数据。

2. 前驱指针(Previous Pointer):
   指向当前节点的前一个节点的指针。在双向链表的第一个节点(头节点)中,这个指针通常为空(或称为null),因为头节点前面没有其他节点。

3. 后继指针(Next Pointer):
   指向当前节点的后一个节点的指针。在双向链表的最后一个节点(尾节点)中,这个指针通常为空,因为尾节点后面没有其他节点。

双向链表的组成

一个双向链表通常由以下部分组成:

1. 头节点(Head):
   是双向链表的第一个节点,有时为了方便操作,头节点的数据域不存储有效数据。

2. 尾节点(Tail):
   是双向链表的最后一个节点,其后继指针为空。

3. 节点数量(Size):
   表示链表中节点的总数。

双向链表的操作

双向链表支持以下基本操作:

插入(Insertion):
  在链表的任意位置插入一个新节点,需要调整前后节点的指针。

删除(Deletion):
  删除链表中的某个节点,需要更新被删除节点前后节点的指针。

搜索(Search):
  从头节点或尾节点开始,可以双向遍历链表,查找特定的数据。

遍历(Traversal):
  可以从前向后(正向遍历)或从后向前(反向遍历)遍历链表。

优点

可以双向遍历,使得某些操作(如反向搜索)更加方便。
插入和删除节点时,不需要遍历整个链表,只需调整相关节点的指针。

缺点

每个节点需要额外的空间来存储前驱指针,因此相比于单向链表,双向链表占用更多的内存。


http://www.mrgr.cn/news/19788.html

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