线性数据结构（线性表、链表、栈、队列、散列表）

作者：disappearedgod

文章出处：http://blog.csdn.net/disappearedgod/article/details/23805707

时间：2014-4-16

线性表

基本概念

线性结构是最常用、最简单的一种数据结构。

线性表是一种典型的线性结构。

其基本特点是线性表中的数据元素是有序且是有限的。

在这种结构中：

• 存在一个唯一的被称为"第一个"的数据元素；
• 存在一个唯一的被称为"最后一个"的数据元素；
• 除第一个元素外，每个元素均有唯一一个直接前驱;
• 除最后一个元素外，每个元素均有唯一一个直接后继。

基本操作

• 访问表的第k个节点，查看或改变它的字段内容
• 在第k个节点之前或之后插入新节点
• 删除第k个节点
• 确定一个表中的节点个数
• 基于节点的某个字段把表的节点排成递增顺序
• 在表中查找某个字段中具有特定值的一个节点

• 把两个或多个线性表组合成一个表
• 把一个线性表分成两个或更多的表
• 复制一个线性表

顺序存储

顺序存储：把线性表的结点按逻辑顺序依次存放在一组地址连续的存储单元里。用这种方法存储的线性表简称顺序表。

• LOC(ai+1)=LOC(ai)+ Length
• LOC(ai)=LOC(a1)+(i-1)*Length

链表排序

点击标题

 链式存储

链式存储：用一组任意的存储单元存储线性表中的数据元素。用这种方法存储的线性表简称线性链表

例:线性表L=(bat，cat，eat，fat，hat)

其带头结点的单链表的逻辑状态和物理存储方式如图所示。

基本数据结构

依据上述内容，可以依据此来建立链表。

C版本

struct ListNode {
     int val;
     ListNode *next;
     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 };

这里用到了结构体类型。其中，*next是指针域，用来向该结点的下一个结点；Data是一个整形变量，用来存放结点中的数据。当然，Data可以是任何数据类型，包括结构体类型或类类型。

C++版本

public class ListNode {
      int val;
      ListNode next;
      ListNode(int x) {
          val = x;
          next = null;
      }
  }

Java版本

 class ListNode {
     int val;
     ListNode next;
     ListNode(int x) {
         val = x;
         next = null;
     }
 }

需要注意事项

1. 链表结构
2. 写程序是都需要先判断链表为空的情况
3. 通过使用多个指针操纵链表

一些题目

• 两链表求交点
• 链表求环
• 两个有序链表合并
• 链表求倒数第n个(中间)元素
• 求链表长度
• 链表逆序
• 链表节点的插入/删除

链表变形

循环链表

循环链表是一种链式存储结构，它的最后一个节点指向头结点，形成一个环。因此，从循环链表中的任何一个街角出发都能找到任何其他节点。循环链表的操作和单链表的操作基本一致，差别仅仅在于算法中的循环条件有所不同。

双向链表

双向链表也叫做双链表，是链表的一种，它的每个数据节点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个节点开始，都可以很方便地访问它的前驱节点和后继结点。一般，我们都构造双向循环链表。

c语言

线性表的双向链表存储结构

typedef struct DuLNode{
  ElemType data;
  struct DuLNode *prior, *next;
}DuLNode, *DuLinkList;

带头节点的双向循环链表的基本操作

一些练习题

题目	算法	数据结构	注意事项
Leetcode-LRU Cache &Solution	N/A	链表
Leetcode-Reorder List & Solution	N/A	链表	快慢指针&链表倒序
Leetcode-Linked List Cycle & Solution	N/A	链表	快慢指针
Leetcode-Linked List Cycle II & Solution	N/A	链表	快慢指针
Leetcode-Reverse Linked List II & Solution	N/A	链表
Leetcode-Partition List & Solution	N/A	链表
Leetcode-Remove Duplicates from Sorted List & Solution	N/A	链表
Leetcode-Remove Duplicates from Sorted List II & Solution	N/A	链表
Leetcode-Merge Two Sorted Lists & Solution	N/A	链表
Leetcode-Rotate List & Solution	N/A	链表	快慢指针
Leetcode-Reverse Nodes in k-Group & Solution	N/A	链表
Leetcode-Swap Nodes in Pairs & Solution	N/A	链表
Leetcode-Remove Nth Node From End of List & Solution	N/A	链表	快慢指针

跳跃表

跳跃列表（也称跳表）是一种随机化数据结构，基于并联的链表，其效率可比拟于二叉查找树（对于大多数操作需要O(log n)平均时间）。

基本上，跳跃列表是对有序的链表增加上附加的前进链接，增加是以随机化的方式进行的，所以在列表中的查找可以快速的跳过部分列表，因此得名。所有操作都以对数随机化的时间进行。

背景

跳表是一种随机化的数据结构，目前开源软件 Redis 和 LevelDB 都有用到它，它的效率和红黑树以及 AVL 树不相上下，但跳表的原理相当简单，只要你能熟练操作链表，就能轻松实现一个 SkipList。

栈

一些练习题

题目	算法	数据结构	注意事项
Leetcode-Evaluate Reverse Polish Notation	N/A	堆栈
Leetcode-Largest Rectangle in Histogram	N/A	堆栈	记录重要位置
Leetcode-Minimum Window Substring	N/A	堆栈
Leetcode-Simplify Path	N/A	堆栈
Leetcode-Longest Valid Parentheses	N/A	堆栈
Leetcode-Valid Parentheses	N/A	堆栈	词法分析
Leetcode-Container With Most Water	N/A	堆栈	记录重要位置

队列

散列表（Hash）