Question

互联网中可用的一些示例使用单个链表的头部和尾部节点，并且一些示例不解释为什么存在这样的差异。

Answer 1

一个尾节点让O（1）将一个项附加到列表的末尾，而不是必须从头开始迭代以在追加之前找到尾，使其成为O（n）操作。因此，它对提高效率非常有用，但从根本上并不需要制作可用的列表。我怀疑这些例子的不同之处在于学术纯度和相对有用的列表。

在没有记住头节点的情况下拥有单链表是完全没有意义的：）

Answer 2

当列表需要将新项目添加到列表末尾时，保持头部和尾部的原因主要是速度。

虽然找到列表末尾是微不足道的，但与在列表修改期间跟踪它所花费的成本相比，它需要花费太多时间。

Answer 3

单链表使用较少的空间 - 每个单元少1个指针。添加到列表的头部并从列表的前半部分删除也更有效（因为不需要维护另一个链接所以操作更少）。

双向链表更有效地删除或添加列表的后半部分。

在广泛使用列表的Lisp中，只使用单链表。实际上，如果列表短于某个长度，某些实现（如Symbolics）会使用数组。

使用哪种选择取决于应用。如果追加是一种常见操作，并且速度比空间更重要，那么双重链表可能是合适的。但是，我认为单链表在大多数情况下更合适，因此更常见。

Answer 4

正如其他人指出的那样，尾部引用提供了一种在恒定时间内将节点附加到列表末尾的方法。如果链接列表实现没有尾部引用，则必须遍历列表中的所有节点才能将其添加到末尾。下面是一个java链接列表示例，它使用3种不同的方法将元素添加到列表中。

推送（节点节点） - 将节点添加到列表的开头。由于磁头参考，这需要恒定的时间O（1）。
add（int index，Node node） - 在指定的索引处添加节点。这需要O（n）时间，因为它必须遍历每个节点，直到找到正确的索引。

add（节点节点） - 将节点添加到列表末尾。如上所述，由于我们使用尾部引用，因此此操作只需要一段时间。

// Insert element at the beginning of the list
public void push(T _data) {

    Node<T> addNode = new Node<T>(_data);

    // Set head and tail to new pointer if list is empty
    if(this.head == null) {
        this.head = addNode;
        this.tail = addNode;
    } else {
        addNode.setNext(this.head); // Set new node's next pointer to the current head
        this.head = addNode;  // Set head to new node
    }

    this.numberNodes++;
}

// Insert element at the specified index
public void add(int _index, T _data) {

    // Continue if _index is valid
    if(_index >= 0 && _index <= this.numberNodes) {

        if(_index == 0) { // Push element to front of list if _index is 0
            this.push(_data);
        } else if(_index == this.numberNodes) { // Add element to end of list if index is last element 
            this.add(_data);
        } else {

            // Continue if list is not empty
            if(this.head != null && this.tail != null) {

                Node<T> addNode = new Node<T>(_data);
                Node<T> currentNode = this.head.getNext();
                Node<T> previousNode = this.head;

                int count = 1;
                while(currentNode != null) { // Traverse list to find element at _index

                    // Insert element when _index is found
                    if(count == _index) {
                        previousNode.setNext(addNode);
                        addNode.setNext(currentNode);
                        this.numberNodes++;
                        break;
                    }

                    // Prepare for next iteration
                    previousNode = currentNode;
                    currentNode = currentNode.getNext();
                    count++;
                }   
            }
        }
    }
}

// Insert element at the end of the list
public void add(T _data) {

    Node<T> addNode = new Node<T>(_data);

    // Set head and tail to new pointer if list is empty
    if(this.head == null) {
        this.head = addNode;
        this.tail = addNode;
    } else {
        this.tail.setNext(addNode); // Set tail's next pointer to new node
        this.tail = this.tail.getNext(); // Set tail to new node
    }

    this.numberNodes++;
}

添加尾部引用会显着减少在链接列表末尾插入元素的时间。使用Java，C ++，Python和JavaScript中的尾部引用，查看my blog的Linked List实现。

单链表

4 个答案: