互联网面试突击算法-链表

链表(Linked List)是一种常见的线性数据结构,由一系列节点(Node)组成。每个节点包含数据和指向下一个节点的引用,形成了一个链式的数据结构。

链表的特点如下:

  1. 动态性:链表的长度可以根据需要动态增长或缩小,相比于数组,不需要提前分配固定大小的内存空间。

  2. 灵活性:链表的节点可以在运行时插入、删除或修改,而不需要像数组那样进行元素的移动。

  3. 内存分配:链表的节点可以在内存中分散存储,不要求连续的内存空间,而数组需要一块连续的内存空间。

链表可以分为几种常见的类型:

  1. 单向链表(Singly Linked List):每个节点包含数据和指向下一个节点的引用。

  2. 双向链表(Doubly Linked List):每个节点除了包含数据和指向下一个节点的引用外,还包含指向前一个节点的引用。

  3. 循环链表(Circular Linked List):链表的最后一个节点指向头节点,形成一个循环。

链表的常见操作如下:

  1. 插入(Insertion):在链表的特定位置插入一个新节点。

  2. 删除(Deletion):从链表中删除特定位置的节点。

  3. 查找(Search):在链表中搜索特定值的节点。

  4. 遍历(Traversal):按照顺序访问链表中的每个节点。

以下是使用Python实现的简单单向链表的示例代码:

class Node:def __init__(self, data):self.data = dataself.next = Noneclass LinkedList:def __init__(self):self.head = Nonedef append(self, data):new_node = Node(data)if not self.head:self.head = new_nodeelse:current = self.headwhile current.next:current = current.nextcurrent.next = new_nodedef delete(self, data):if not self.head:returnif self.head.data == data:self.head = self.head.nextelse:current = self.headwhile current.next:if current.next.data == data:current.next = current.next.nextreturncurrent = current.nextdef search(self, data):current = self.headwhile current:if current.data == data:return Truecurrent = current.nextreturn Falsedef display(self):elements = []current = self.headwhile current:elements.append(current.data)current = current.nextreturn elements# 测试代码
linked_list = LinkedList()
linked_list.append(1)
linked_list.append(2)
linked_list.append(3)
print(linked_list.display())  # 输出:[1, 2, 3]
linked_list.delete(2)
print(linked_list.display())  # 输出:[1, 3]
print(linked_list.search(3))  # 输出:True
print(linked_list.search(2))  # 输出:False

在上述示例中,我们使用节点类(Node)和链表类(LinkedList)实现了一个简单的单向链表。节点类包含数据和指向下一个节点的引用。链表类包含头节点(head),可以通过追加(append)方法在链表末尾插入新节点,通过删除(delete)方法删除特定值的节点,通过搜索(search)方法在链表中查找特定值的节点,通过显示(display)方法遍历链表并返回节点的值列表。

链表在计算机科学中有广泛的应用,例如实现其他数据结构(如队列和栈)、管理内存分配、构建图和树等。它提供了一种灵活而动态的数据结构,适用于各种不同的场景和问题。

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