【数据结构与算法】链表与队列

：如果你也对机器人、人工智能感兴趣，看来我们志同道合✨
：不妨浏览一下我的博客主页【https://blog.csdn.net/weixin_51244852】
：文章若有幸对你有帮助，可点赞 收藏 ⭐不迷路
：内容若有错误，敬请留言 指正！原创文，转载请注明出处

---

https://blog.csdn.net/Edward_Asia/article/details/120876314
https://www.zhihu.com/question/315752464

前言：顺序表的优缺点

顺序表的特点：以物理位置相邻表示逻辑关系。
顺序表的优点：任一元素均可随机存取。
顺序表的缺点：进行插入和删除操作时，需移动大量的元素。其次， 存储空间不灵活，空间大小有限

由于顺序表存在以上的这些优缺点，才开始有替代它的数据结构出现：线性表。

线性表的链式表示和实现

链式存储结构：结点在存储器中的位置是任意的，即逻辑上相邻的数据元素在物理上不一定相邻 线性表的链式表示又称为非顺序映像或链式映像。
每个节点由两个域组成：
1、数据域:存储元素数值数据；
2、指针域:存储直接后继结点的存储位置。

只要找到头指针，便能顺藤摸怪找到其他元素，这就是链表的结构特点。单链表是由头指针唯一确定，因此单链表可以用头指针的名字来命名。其次，单链表的尾部由于没有指向下一个元素了，因此其指针域为空NULL

与链式存储有关的术语

1、结点：数据元素的存储映像。由数据域和指针域两部分组成
2、链表：n个结点由指针链组成一个链表。

单链表

单链表的特点

单链表（Singly Linked List）是一种常见的数据结构，具有以下特点：

1、链式存储：单链表使用节点来存储数据，并通过节点之间的链接关系组织起来。每个节点都包含数据和一个指向下一个节点的指针（通常称为“next”指针）。

2、动态大小：单链表的大小可以根据需要动态地增长或缩小，因为它使用了动态内存分配。这使得在插入或删除节点时不需要移动其他节点，相比于数组，单链表更灵活。

3、顺序访问：由于单链表只能从头部开始顺序访问，无法直接访问中间或尾部的节点。要访问某个特定位置的节点，需要从头节点开始按照链接依次遍历到目标位置。

4、插入和删除效率较高：相对于数组，单链表在插入和删除节点的操作上具有较高的效率。在已知位置的情况下，插入和删除一个节点的时间复杂度为
O(1)。但是，要找到插入或删除的位置可能需要遍历整个链表，平均时间复杂度为 O(n)。

单链表的创建

typedef struct Node {
    int data;           // 节点中存储的数据
    struct Node* next;  // 指向下一个节点的指针
} Node;

// 创建链表
Node* createLinkedList(int arr[], int size) {
    if (size == 0) {
        return NULL;
    }

    Node* head = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    head->data = arr[0];
    head->next = NULL;
    Node* tail = head;

    for (int i = 1; i < size; i++) {
        Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
        newNode->data = arr[i];
        newNode->next = NULL;
        tail->next = newNode;
        tail = newNode;
    }

    return head;
}

在上述代码中，我们定义了一个名为 Node 的结构体类型，表示单链表的节点。
该结构体包含两个成员：data 和 next。
data 表示节点中存储的数据，可以是任意类型的数据。
next 是指向下一个节点的指针（也可以为空指针）。 通过将多个节点按照 next 指针链接起来，就形成了一个完整的单链表。

双向链表

双向链表的节点结构：有前驱和后继指针
Data：节点
Prev：节点的前驱指针
Next：节点的后继指针