数据结构与算法-链表(下)

这几天有点忙,虽然也不知道忙的啥。昨天晚上和九点兄一块去外边放了放飞机,差点没冻死。这是放飞的视频,略微不清晰。

今天又看了一期专栏,接着上回,结合专栏总结一下写链表代码的技巧。


理解指针和引用的含义

大一上 C 语言课的时候,看见指针就赶紧躲一边,碰都不敢碰,觉得太难了,可能也是受别人的影响,很多人都说难,难的也难,不难的也难了。

现在,我理解的指针,就是用来存储变量的地址,这有啥好处呢。指针在有些时候减少了变量之间数据的拷贝,提高了代码的效率,也减轻了内存的负担。当然,这只是指针的一小部分优点。当然指针也有缺点,比如在链表操作中,很容易出现一种情况,就是指针指着指着,不知道指哪去了,这会导致指针丢失和内存泄漏。

像Java 、Python 中,没有指针的概念,只有引用,引用是什么呢?下面看一段 Python 代码。

a = [1,2,3,4]
b = a
b.append(5)
print (a)

运行结果会是 [1,2,3,4,5],打印 b 看一下,也是 [1,2,3,4,5],这就是引用的作用。代码中,a 是列表(list)对象,a 和 b 引用的是同一个对象,所以在 Python 中,对于可变对象(列表、字典、可变集合等)的操作,改变其中一个,另外一个也会随之改变,这里边涉及到栈内存和堆内存的知识。


警惕指针丢失和内存泄漏

下面看一个例子,在 a 和 b 之间插入一个节点 x。
如果插入代码这样写:

1 p -> next = x;
2 x -> next = p -> next;

这样写显然是不对的,第 1 行代码的意思是,p 的 next 指针存储 x 节点的地址,第二行是 x 的 next 指针存储 p 的下一个节点的地址。这就相当于 x 节点指向了自己,正确的写法是把 1、2 行代码调换一下。


利用哨兵简化实现难度

实现一个新节点的插入操作逻辑是这样的:

New_node -> next = p -> next;
p -> next = New_node;

但是碰上在一个链表中插入一个节点,让其成为头节点,这个逻辑就不对了,而需要链表判空操作。

    New_node -> = head ;

删除一个节点是这样的:

p -> next = p -> next ->next;

但是删除链表中的最后一个节点,逻辑就不对了,也需要一个判空操作。

if (p -> next == NULL) {
    p = NULL;
}

引入哨兵节点后,可以让插入和删除操作,在这两种特殊情况下的逻辑,和普通链表节点的插入和删除是一样的。哨兵节点是一个数据域为空的节点,将哨兵节点放在表头或者表尾可以实现这个功能。


重点留意边界情况处理

需要主要考虑以下几种情况

  • 如果链表为空时,代码是否能正常工作?
  • 如果链表只包含一个一个结点时,代码是否能正常工作?
  • 如果链表只包含两个结点时,代码是否能正常工作?
  • 代码逻辑在处理头结点和尾结点的时候,是否能正常工作?

练好这几个链表操作

  • 单链表反转
  • 链表中环的检测
  • 两个有序的链表合并
  • 删除链表倒数第 n 个结点
  • 求链表的中间结点

小结

链表看起来不难,写起来麻烦,还需多练。

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