資料結構之鍊錶

資料需要一塊連續的記憶體空間來儲存，對記憶體的要求比較高。而鍊錶恰恰相反，它並不需要一塊連續的記憶體空間，它通過「指標」將一組零散的記憶體塊串聯起來使用。

最常見的鍊錶：單鏈表、雙鏈表、和迴圈鍊錶。

單鏈表

結點：除了儲存資料之外，還要記錄鏈上的下乙個節點的位址，如下圖，我們把這個記錄下個結點位址的指標叫作後繼指標 next

頭結點：用來記錄鍊錶的基位址。尾結點：指向乙個空位址null

針對鍊錶的插入和刪除操作，只需考慮相鄰結點的指標改變，所以對應的時間複雜度是o(1)。

鍊錶想要隨機訪問第k個元素，就沒有陣列那麼高效，鍊錶的資料並非連續儲存的，所以無法像陣列那樣，根據首位址和下標通過定址公式就能直接計算出對應的記憶體位址，而是要根據指標乙個結點乙個結點的一次遍歷，直到找到相應的結點。需要o(n)時間複雜度。

迴圈鍊錶是一種特殊的單鏈表。它和單鏈表唯一的區別就在尾結點。迴圈鍊錶的尾結點指標是指向鍊錶的頭結點。

當處理的資料具有環形結構特點時，就特別適合採用迴圈鍊錶。

雙向鍊錶

雙向鍊錶支援雙向遍歷，它需要額外的兩個空間來儲存後繼結點和前驅結點的位址。

時空替換思想：「用空間換時間」與「用時間換空間」

當記憶體空間充足的時候，如果我們更加追求**的執行速度，我們就可以選擇空間複雜度相對較高，時間複雜度小相對較低的演算法和資料結構，快取就是空間換時間的例子。如果記憶體比較緊缺，比如**跑在手機或者微控制器上，這時，就要反過來用時間換空間的思路。

陣列缺點

鍊錶缺點

快取淘汰策略：

先進先出策略fifo（first in，first out）、最少使用策略lfu（least frequently used）、最近最少使用策略lru（least recently used）。

基於鍊錶實現最近最少使用策略：

1.如果此資料之前已經被快取進鍊表中，我們遍歷得到這個資料對應的結點，將其從原來的位置刪除，然後再插入到鍊錶的頭部。

2.如果此資料沒有在快取鍊錶中，分兩種情況：

這種實現思路，快取的訪問的時間複雜度未o(n).

我們可以引入雜湊表（hash table）來記錄每個資料的位置，將快取的訪問的時間複雜度降到o(1).

理解指標和引用的含義：

將某個變數賦值給指標，實際上就是將這個變數的位址賦值給指標，或者反過來說，指標中儲存了這個變數的位址，指向了這個變數，通過指標就能找到這個變數。

警惕指標丟失和記憶體洩漏

將 p 的 next 指標指向 x 結點；

x->next = p->next; //

將 x 的結點的 next 指標指向 b 結點；

p->next指標在完成第一步操作之後，已經不在指向結點b了，而是指向結點x，第二行**相當於把x賦值給x->next,自己指向自己。整個鍊錶斷成了兩半，從結點b往後的所有結點都無法訪問了。

插入結點時，一定要注意操作順序，把上面的兩行換乙個位置即可。

利用哨兵簡化實現難度