2025年头指针为head的带头结点的单向循环链表(头指针head指向带头结点的单循环链表的条件是啥)

头指针为head的带头结点的单向循环链表(头指针head指向带头结点的单循环链表的条件是啥)blockquote 博客主页 醉竺 本文专栏 欢迎关注 感谢大家的点赞评论 关注 祝您学有所成 想要学习更多 数据结构与算法 点击专栏链接查看 目录 一 链表的认识和定义 二 链表的分类 三 头结点和头指针的区别 四 链表的存储方式 五 链表和顺序表的区别 链表是由许多相同数据类型 的元素按照特定顺序排列而成的线性表 blockquote

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目录

一. 链表的认识和定义

二. 链表的分类 

三. 头结点和头指针的区别

四. 链表的存储方式 

五. 链表和顺序表的区别 


链表是由许多相同数据类型的元素按照特定顺序排列而成的线性表,其特性是在计算机内存的位置是不连续与随机(Random)存储的。

优点数据的插入或删除都相当方便,有新数据加入就向系统要一块内存空间,数据删除后,就把空间还给系统,不需要移动大量数据。

缺点:设计数据结构时较为麻烦,另外在查找数据时,也无法像静态数据一样可随机读取数据,必须按顺序找到该数据为止。

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        日常生活中有许多链表的抽象运用,例如可以把“单向链表”想象成火车,有多少人就只挂多少节的车厢,当假日人多需要较多车厢时可多挂些车厢,人少了就把车厢数量减少。游乐场中的摩天轮也是一种“环形链表”的应用,可以自由增加坐厢数量。 

定义:链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表 中的指针链接次序实现的 。

3.顺序表和链表存储结构的区别:

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实际中链表的结构非常多样,按照大类分有以下3种,以下3种情况还可以两两组合或者三三组合。

1. 带头或者不带头链表  

2. 单向链表或者双向链表

3. 循环或者非循环链表

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虽然有这么多的链表的结构,但是我们实际中最常用还是两种结构:

无头单向非循环链表 带头双向循环链表

1. 无头单向非循环链表:结构简单,一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构,如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。

2. 带头双向循环链表:结构最复杂,一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构,都 是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂,但是使用代码实现以后会发现结构会带 来很多优势,实现反而简单了,后面我们代码实现了就知道了。 


先看一下有无头结点的单链表图。

头指针:上图两个链表中的指针L都是头指针,首先它是一个指针!其次它是指向链表第一个结点(头结点或首元结点)的指针。(如果链表有头结点则头结点就是第一个结点,无头结点则首元结点就是第一个结点)

头结点定义:头结点通常叫作Dummy Head或者”哑头“,是在链表第一个有效结点的前面额外附加的一个结点。

头结点的数据域:可以不记录信息,也可以记录表长等信息(推荐前者),计算单链表长度时不计算头结点。

头结点的指针域:指向链表的首元结点。(看图)

头结点和头指针的区分:头结点是链表中通常不存储有效信息的第一个结点(一般是为了方便处理正常链表的操作才会加上)。

头指针是不管链表带不带这个特殊头结点,头指针都始终指向链表的第一个结点(所以有头结点就指向这个特殊的头结点,无头结点就指向正常链表的第一个结点)。

如何判断链表是否为空表? 

无头结点:if (L==NULL)

带头结点:if (L-&gt;next==NULL) 

引入头结点的优点: 

1. 使对链表的第一个位置上的操作和在表的其他位置上的操作一致,无须特殊处理。

2. 无论链表是否为空,其头指针始终是一个指向头结点的非空指针,使得对空表和非空表的操作处理变得统一。 

对头结点的思考: 

尽管有的时候头结点的加入非常便捷,但是我们不能依赖于带头结点的链表操作。因为无论是LeetCode刷题还是去公司笔试的时候很多题目都是不带头结点的,所以我们一定要学会对不带头结点的链表的操作,之后遇到的题目中如果带头结点更方便解决,再手动增加头结点进行合理使用。


了解完链表的类型,再来说一说链表在内存中的存储方式。

顺序表、数组是在内存中是连续分布的,但是链表在内存中可不是连续分布的。

链表是通过指针域的指针链接在内存中各个节点。

所以链表中的节点在内存中不是连续分布的 ,而是散乱分布在内存中的某地址上,分配机制取决于操作系统的内存管理。

如图所示,

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这个链表起始节点为2, 终止节点为7, 各个节点分布在内存的不同地址空间上,通过指针串联在一起。 


链表和顺序表的区别 不同点 顺序表 链表 存储空间上物理上一定连续逻辑上连续,但物理上不一定连续 随机访问支持O(1)不支持:O(N) 任意位置插入或者删除元素可能需要搬移元素,效率低 O(N)只需修改指针指向 插入动态顺序表,空间不够时需要扩容没有容量的概念 应用场景元素高效存储+频繁访问任意位置插入和删除频繁 缓存利用率高低


总结:

本文介绍了链表的特点和定义以及常见的各种链表,对链表的结构有个大体的了解和认识。后续若想学习各种链表的详细操作和原理的深入,可以点击本篇文章的专栏学习整个数据结构与算法的体系,例如。如果觉得本篇文章对你有帮助,麻烦点个赞吧~

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