1.5 線性鏈表
1、線性表順序存儲(chǔ)的缺點(diǎn)：(1)插入或刪除的運(yùn)算效率很低。在順序存儲(chǔ)的線性表中，插入或刪除數(shù)據(jù)元素時(shí)需要移動(dòng)大量的數(shù)據(jù)元素;(2)線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)下，線性表的存儲(chǔ)空間不便于擴(kuò)充;(3)線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)不便于對(duì)存儲(chǔ)空間的動(dòng)態(tài)分配。
2、線性鏈表：線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)稱為線性鏈表，是一種物理存儲(chǔ)單元上非連續(xù)、非順序的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接來實(shí)現(xiàn)的。因此，在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：一部分用于存放數(shù)據(jù)元素的值，稱為數(shù)據(jù)域;另一部分用于存放指針，稱為指針域，用于指向該結(jié)點(diǎn)的前一個(gè)或后一個(gè)結(jié)點(diǎn)(即前件或后件)，如下圖所示：
線性鏈表分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表三種類型。
在單鏈表中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)指針域，由這個(gè)指針只能找到其后件結(jié)點(diǎn)，而不能找到其前件結(jié)點(diǎn)。因此，在某些應(yīng)用中，對(duì)于線性鏈表中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)指針，一個(gè)稱為左指針，指向其前件結(jié)點(diǎn);另一個(gè)稱為右指針，指向其后件結(jié)點(diǎn)，這種鏈表稱為雙向鏈表，如下圖所示：
3、線性鏈表的基本運(yùn)算
(1)在線性鏈表中包含指定元素的結(jié)點(diǎn)之前插入一個(gè)新元素。
*：在線性鏈表中插入元素時(shí)，不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)元素，只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指針即可，也不會(huì)出現(xiàn)“上溢（注釋1）”現(xiàn)象。
(2)在線性鏈表中刪除包含指定元素的結(jié)點(diǎn)。
*：在線性鏈表中刪除元素時(shí)，也不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)元素，只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指針即可。
(3)將兩個(gè)線性鏈表按要求合并成一個(gè)線性鏈表。
(4)將一個(gè)線性鏈表按要求進(jìn)行分解。
(5)逆轉(zhuǎn)線性鏈表。
(6)復(fù)制線性鏈表。
(7)線性鏈表的排序。
(8)線性鏈表的查找。
*：線性鏈表不能隨機(jī)存?。ㄗ⑨?）。
4、循環(huán)鏈表及其基本運(yùn)算
在線性鏈表中，其插入與刪除的運(yùn)算雖然比較方便，但還存在一個(gè)問題，在運(yùn)算過程中對(duì)于空表和對(duì)第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的處理必須單獨(dú)考慮，使空表與非空表的運(yùn)算不統(tǒng)一。為了克服線性鏈表的這個(gè)缺點(diǎn)，可以采用另一種鏈接方式，即循環(huán)鏈表。
與前面所討論的線性鏈表相比，循環(huán)鏈表具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：1)在鏈表中增加了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，其數(shù)據(jù)域?yàn)槿我饣蛘吒鶕?jù)需要來設(shè)置，指針域指向線性表的第一個(gè)元素的結(jié)點(diǎn)，而循環(huán)鏈表的頭指針指向表頭結(jié)點(diǎn);2)循環(huán)鏈表中最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域不是空，而是指向表頭結(jié)點(diǎn)。即在循環(huán)鏈表中，所有結(jié)點(diǎn)的指針構(gòu)成了一個(gè)環(huán)狀鏈。
下圖a是一個(gè)非空的循環(huán)鏈表，圖b是一個(gè)空的循環(huán)鏈表：
循環(huán)鏈表的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在循環(huán)鏈表中，只要指出表中任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)的位置，就可以從它出發(fā)訪問到表中其他所有的結(jié)點(diǎn)，而線性單鏈表做不到這一點(diǎn);二是由于在循環(huán)鏈表中設(shè)置了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，在任何情況下，循環(huán)鏈表中至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)存在，從而使空表與非空表的運(yùn)算統(tǒng)一。
*：循環(huán)鏈表是在單鏈表的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，其插入和刪除運(yùn)算與單鏈表相同。但它可以從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)來訪問表中其他所有結(jié)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)空表與非空表的運(yùn)算的統(tǒng)一。
注釋1：當(dāng)為一個(gè)線性表分配順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)后，如果出現(xiàn)線性表的存儲(chǔ)空間已滿，但還需要插入新的元素時(shí)，就會(huì)發(fā)生“上溢”現(xiàn)象。
注釋2：在鏈表中，即使知道被訪問結(jié)點(diǎn)的序號(hào)i，也不能像順序表中那樣直接按序號(hào)i訪問結(jié)點(diǎn)，而只能從鏈表的頭指針出發(fā)，順著鏈域逐個(gè)結(jié)點(diǎn)往下搜索，直至搜索到第i個(gè)結(jié)點(diǎn)為止。因此，鏈表不是隨機(jī)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。