如果讀到本文的你剛好是在校學(xué)子，不妨擴散給你的同學(xué)們，希望能在讀書的時候，不光學(xué)會會考，也盡量嘗試學(xué)著去用！

啥是鏈表？

鏈表是計算機科學(xué)中一種鏈?zhǔn)?/span>線性表，數(shù)據(jù)域為節(jié)點的一部分，每個節(jié)點都指向下一個節(jié)點，從而在邏輯上形成一個鏈。

線性表 vs 非線性表

什么樣的表是線性表？什么樣的表又是非線性表呢？既然有線性表就必然有非線性表！

線性表：

• 邏輯存儲角度：這里線性是指邏輯上的線性，除了首位元素，其他元素從邏輯上是一對一邏輯上連起來的
• 訪問遍歷角度：訪問元素是朝著邏輯上一個方向即可遍歷訪問所有元素

那么概括起來說就是一種數(shù)據(jù)元素按順序或線性排列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中元素與它的上一個和下一個相鄰，稱為線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，只涉及單層數(shù)據(jù)。因此，只能在一次運行中遍歷所有元素。由于計算機內(nèi)存以線性方式排列，因此線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)易于實現(xiàn)。那么滿足上面這樣特性的，常見的數(shù)組、隊列、棧、鏈表即是線性表。

非線性表：

數(shù)據(jù)元素不是按邏輯順序或線性排列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，不涉及單個級別。因此不能在朝一個邏輯方向遍歷所有元素。與線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相比，非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不容易實現(xiàn)。與線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相比，它能有效地利用計算機內(nèi)存，在邏輯上一對多或者多對多的關(guān)系，比如樹、圖。

如何鏈？

Linked list（鏈表），從語義上理解，首先這玩意兒是一個表(list),是怎樣的一個表呢？數(shù)據(jù)節(jié)點鏈接(Linked)起來的表！

怎么鏈起來的呢？

邏輯上鏈起來的，這里有兩種辦法：

• 動態(tài)存儲方法：動態(tài)申請節(jié)點內(nèi)存，然后利用節(jié)點中的指針指向下一個節(jié)點，實現(xiàn)鏈。優(yōu)點是存儲節(jié)點數(shù)理論上無限制，不需要提前分配內(nèi)存，僅受限于物理可用內(nèi)存。但不易于調(diào)試。
• 靜態(tài)存儲方法：比如用數(shù)組實現(xiàn)。這種方法比較易于調(diào)試，缺點是不能動態(tài)分配節(jié)點，需要提前分配內(nèi)存，存儲節(jié)點有限。

對于動態(tài)存儲方法而言，易于理解，一想到鏈表很多盆友都立馬想到，設(shè)計一個節(jié)點，沒增加一個鏈節(jié)點，動態(tài)申請節(jié)點大小內(nèi)存，再把節(jié)點插入進鏈表即可。對于靜態(tài)方法，可能常常覺得并沒啥用。事實上呢卻不然。比如前面我寫過一篇RT-Thread的小堆管理器的實現(xiàn)，即是采用了靜態(tài)存儲方法實現(xiàn)了鏈表。

可參閱：

實用算法解讀之RT-Thread鏈表堆管理器

為啥要鏈表？

探究計算機先輩為啥要發(fā)明這樣一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呢？不妨拿最為普通的數(shù)組與鏈表做些對比，數(shù)組在存儲信息的角度與鏈表從作用角度最為類型的一種線性數(shù)據(jù)，但是數(shù)組具有以下限制：

• 數(shù)組的大小是固定的：因此必須提前知道元素數(shù)量的上限。過小則應(yīng)用時可能不夠，過大則易浪費。
• 數(shù)組中插入新元素非常昂貴，因為必須為新元素創(chuàng)建空間，并且必須移動現(xiàn)有所有元素。CPU忙忙碌碌干了一堆無聊的搬運工工作。

而動態(tài)存儲實現(xiàn)的鏈表則很好解決了這些缺陷：

• 動態(tài)申請、動態(tài)刪除，高效利用內(nèi)存，不易浪費
• 非常易于插入刪除某一個元素

任何事物都具有兩面性，不可能全是優(yōu)點而無缺點，鏈表也一樣：

• 不允許隨機訪問。必須從第一個節(jié)點開始順序訪問元素。因此無法使用其默認(rèn)實現(xiàn)對鏈接列表進行有效的二進制搜索。
• 鏈表的每個節(jié)點都需要指向下一節(jié)點的指針的額外存儲空間開銷。
• 不適合緩存。由于數(shù)組元素是連續(xù)的位置，因此存在引用位置，可以實現(xiàn)緩存。而動態(tài)存儲形式鏈表則地址是不連續(xù)的。

對于應(yīng)用而言，必然是根據(jù)待解決的問題的特點進而選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲方式，不是說鏈表就高大上，從而鄙視最為普通的數(shù)組！

談?wù)劰?jié)點

實際應(yīng)用中的數(shù)據(jù)節(jié)點，可能是一個基本類型數(shù)據(jù)，也可能是一個結(jié)構(gòu)體，泛言之是一個廣義抽象數(shù)據(jù)類型，比如：

typedef struct _T_ELEMENT{
    int cmd;
    float value;
    int status;
}T_ELEMENT;
struct Node { 
    T_ELEMENT data; 
    struct Node* next; 
}; 

如果你剛好在學(xué)習(xí)鏈表，準(zhǔn)備用C語言擼一遍代碼，建議用typedef定義一下抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為節(jié)點數(shù)據(jù)域，這樣代碼將很容易變成一個可實用的輪子。

有哪些鏈表形式？

單向鏈表

單鏈表包含兩個域：

• 數(shù)據(jù)信息域，存儲有用信息。
• next指針域，“next”字段指向節(jié)點行中的下一個節(jié)點。

鏈表最基本的結(jié)構(gòu)是在每個節(jié)點保存有用數(shù)據(jù)及下一個節(jié)點的地址，在最后一個節(jié)點保存一個特殊的結(jié)束標(biāo)記，另外在一個固定的位置保存指向首節(jié)點的指針，應(yīng)用中有時候也會儲存指向最后一個節(jié)點的指針。一般查找一個節(jié)點的時候需要從第一個節(jié)點開始每次訪問下一個節(jié)點，一直訪問到需要的位置。但是也可以提前把一個節(jié)點的位置另外保存起來，然后直接訪問?？梢栽趩捂湵砩蠄?zhí)行的操作包括插入、刪除和遍歷。

雙向鏈表

與單向鏈表相比，雙向鏈表多了一個指向前一節(jié)點的指針：

雙向鏈表也叫雙鏈表。雙向鏈表中不僅有指向后一個節(jié)點的指針，還有指向前一個節(jié)點的指針。這樣可以從任何一個節(jié)點訪問前一個節(jié)點，當(dāng)然也可以訪問后一個節(jié)點，以至整個鏈表。一般是在需要大批量的另外儲存數(shù)據(jù)在鏈表中的位置的時候用。雙向鏈表也可以配合下面的其他鏈表的擴展使用。這樣做好處顯而易見，可以從任意節(jié)點遍歷整個鏈表，但是需要額外為每個節(jié)點申請一個指針的存儲空間開銷。

循環(huán)鏈表

循環(huán)鏈表中, 首節(jié)點和末節(jié)點被鏈接在一起。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在單向和雙向鏈表中都可以實現(xiàn)。要遍歷一個循環(huán)鏈表，可以從任意一個節(jié)點沿著列表的任一方向直到返回開始的節(jié)點。循環(huán)鏈表可以被視為“無頭無尾”。這種結(jié)構(gòu)利于節(jié)約內(nèi)存空間。

單向循環(huán)鏈表：

雙向循環(huán)鏈表：

循環(huán)鏈表中第一個節(jié)點的前一個節(jié)點就是最后一個節(jié)點，反之亦然。循環(huán)鏈表的無邊界