链表的一个主要优点是在列表开头进行插入和删除操作的效率,这些操作在常数时间内完成 O(1)。相比之下,数组中的相应操作需要移动所有后续元素。这一特性使得链表对于在列表开头频繁操作的应用程序特别有吸引力。
链表的遍历是顺序进行的,这导致搜索特定元素时的时间复杂度为线性 O(n)。与允许直接访问元素的数组相比,这是一个缺点。 indexOf 等搜索方法的实现说明了这一点,并强调了为特定用例选择正确的数据结构的重要性。
双向链表通过增加一个遍历维度扩展了单向链表的概念。每个节点除了有对后续节点的引用之外,还有对其前一个节点的引用。这种双向链接为导航和操作开辟了新的可能性,但也带来了实施上的额外复杂性。
双向链表的 Node 类由先前的属性扩展。构造 美国 WhatsApp 数据 函数现在初始化三个值:数据值以及对下一个和上一个节点的引用。这种扩展结构允许在两个方向上更有效地导航,这在实现向后搜索或从列表末尾删除项目等功能时尤其有益。
在尾部引用的实现上,我们可以看到与单链表相比的显著改进。对列表最后一个元素的附加引用使得在列表末尾的操作可以在常数时间 O(1) 内完成,而这在单链表上是不可能的。因此,DoublyLinkedList 类将 head 和 tail 都作为私有属性进行管理。
由于双向链接,基本操作的实现变得更加复杂,但在性能上具有优势。在列表末尾附加新元素可以利用尾部引用,无需遍历即可完成。插入元素时,必须正确设置两个引用(下一个和上一个),以维护列表的完整性。
删除元素需要特别注意,因为需要更新四个引用:相邻节点的下一个引用和上一个引用。此操作凸显了实现的复杂性增加,但在某些情况下性能的提高可以抵消这一增加。能够有效地从列表末尾删除项目是一个显著的优势。
双向导航还能实现更高效的搜索算法。根据所搜索项目的位置,可以从列表的开头或结尾开始搜索,理论上可以将平均搜索时间缩短一半。这种优化使得双向链表对于需要频繁搜索操作的应用程序特别有用。
先前引用导致的额外内存开销是双向链表的主要缺点。必须为每个元素存储一个额外的引用,这会增加内存需求。必须权衡这种开销与某些操作的改进性能。