单向链表（单向链表的特点）



定义：单链表是一种链表结构，其中每个节点包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针（next），最后一个节点的 指向 ，表示链表的末尾。

1. 特点

• 单向性：节点仅通过 指针连接到下一个节点。
• 动态性：可以动态调整大小，在链表头部或尾部插入和删除元素时更为灵活。

2. 优点

• 插入和删除操作高效：在链表头或尾部插入和删除元素，时间复杂度为 O(1)。
• 空间利用率高：不需要预先分配大量内存，内存使用灵活。

3. 缺点

• 查找效率低：需要从头部开始遍历，查找元素的时间复杂度为 O(n)。
• 只能向前遍历：无法访问前一个节点，限制了操作的灵活性。

4. 应用场景

• 需要频繁插入和删除的场景：如实现队列、堆栈等动态数据结构。
• 不需要随机访问：如链表实现的栈、队列等场景。

5. 示例代码（Java）

定义：双链表是一种链表结构，其中每个节点包含三个部分：一个数据域，一个指向下一个节点的指针（next），以及一个指向上一个节点的指针（prev）。双链表可以从任意节点向前或向后遍历。

1. 特点

• 双向性：可以在两个方向上遍历链表。
• 节点占用内存增加：每个节点额外包含一个 指针。

2. 优点

• 灵活性更高：可以在头部和尾部插入和删除元素。
• 可以向前和向后遍历：方便在节点间双向操作。

3. 缺点

• 内存占用更大：每个节点多一个 指针，占用更多内存。
• 插入和删除操作稍复杂：需要更新 和 指针，增加了实现的复杂性。

4. 应用场景

• 双向遍历需求的场景：如浏览器的前进和后退功能、音乐播放器的播放列表。
• 缓存应用：双向链表适用于实现 LRU 缓存等场景。

5. 示例代码（Java）

定义：循环链表是一种特殊的链表结构，其中最后一个节点的 指针指向链表的头部，形成一个闭环。循环链表可以是单链表或双链表。

1. 特点

• 循环结构：最后一个节点的 指向头节点。
• 无头无尾：从任意节点开始遍历都能回到起点。

2. 优点

• 支持循环访问：可以从任意节点开始无限循环遍历。
• 高效处理循环队列：适用于队列循环、轮询等场景。

3. 缺点

• 实现复杂度稍高：需要注意处理指针操作，防止无限循环。
• 内存浪费：如果不需要循环特性，可能会浪费内存。

4. 应用场景

• 循环任务：如多任务调度、音乐播放器的循环播放。
• 环形缓冲区：适用于实时数据流或固定容量的数据缓存。

5. 示例代码（Java）

定义：哨兵链表是一种带有哨兵节点的链表结构。哨兵节点通常为一个空节点（不存储数据），仅用于标记链表的开始或结束，以简化链表的操作。

1. 特点

• 简化边界处理：哨兵节点不存储数据，仅用于标记链表的头尾。
• 减少特殊情况判断：避免插入和删除操作时的边界情况。

2. 优点

• 提高代码的简洁性：通过哨兵节点，减少了代码中对边界条件的检查。
• 提高插入和删除的效率：可以减少处理链表首尾的特殊情况。

3. 缺点

• 占用额外的空间：引入哨兵节点需要额外的空间。
• 实现稍复杂：需要在链表中添加和管理哨兵节点。

4. 应用场景

• 需要频繁插入和删除的场景：如双向链表、队列和栈等，避免对边界的处理。
• 需要简化代码逻辑：尤其在复杂链表操作中，有助于降低边界条件判断的复杂度。

5. 示例代码（Java）

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