双向链表的优缺点

寻找有效的方法来组织大量数据对于节省内存和时间至关重要。数据结构是最重要的主题之一，掌握这些思想将使您的面试准备受益。链接列表就是这样一种必要的数据结构概念。

就像数组一样，链表是一种线性数据结构。链表中的项通过指针进行链接，这与数组的元素存储不同，数组的元素存储在集中式位置。它们由多个相互连接的节点组成；在这里，每个节点都保存数据和后续节点地址。

链表类型

1. 单向链表
2. 循环链表
3. 双向循环链表
4. 双向链表

1. 单向链表

单向链表的成员只能从头部到尾部进行遍历，使其成为单向列表。我们可以在单向链表上执行多项操作，包括列表遍历和元素搜索。

此外，我们可以在单向链表的特定位置插入元素，例如头部、尾部或中间。单向链表的删除操作包括在头部、尾部或特定位置删除。

2. 循环链表

循环链表是单向链表的修改变体。单向链表中的最后一个元素指向 null；然而，在循环链表中，最后一个元素再次指向第一个元素。我们可以对循环链表执行多项操作，包括列表遍历和元素搜索。

此外，我们可以在循环链表的头部、尾部或特定位置插入元素。循环链表的删除操作包括在头部、尾部或特定位置删除。

3. 双向循环链表

双向循环链表，也称为双向循环链表，是一种更复杂的链表，它包含指向序列中后续节点和前一个节点的指针。

单向链表与循环链表之间的比较类似于双向链表与双向循环链表之间的比较。双向循环链表的第一个节点的 prev 字段中没有 null。

4. 双向链表

双向链表是一种链表类型，与单向链表相比，它允许向前和向后轻松导航。双向链表是一种双向列表，它允许条目从头部到尾部以及从尾部到头部进行遍历。

理解双向链表概念的关键术语

• 链接：每个链接都可以包含称为元素的数据。
• Next：链表中指向下一个链接的每个链接都标记为“Next”。
• Prev：链表中指向其前面一个链接的每个链接都有一个“Prev”链接。
• LinkedList：链表包含指向第一个链接（称为 First）和最后一个链接（称为 Last）的连接。

双向链表的表示

需要记住的一些要点是

• 双向链表中存在一个名为 first 和 last 的链接元素。
• 每个链接都包含一个或多个数据字段以及 next 和 prev 链接字段。
• 每个链接都通过 next 链接连接到下一个链接。
• 每个链接都通过其 prev 链接连接到其前面的链接。
• 最后一个链接包含一个 null 链接，表示列表的结尾。

双向链表的操作

我们可以对双向链表执行以下操作

• 插入
• 删除
• 显示

插入

双向链表的插入操作可以通过以下方式进行：

• 插入到列表的开头
• 插入到列表的末尾
• 插入到列表的某个特定位置

删除

双向链表的删除操作可以通过以下方式进行：

• 从列表的开头删除
• 从列表的末尾删除
• 删除特定节点

双向链表的优点

1. 由于有了 next 和 prev 指针，它支持双向遍历，而单向链表（仅支持单向）不支持。
2. 节点删除比单向链表简单，因为我们需要访问前一个节点才能删除一个节点。因此，单向链表的删除需要两个指针。而在双向链表中，每个节点已经包含了前一个节点的信息，无需额外的指针。
3. 反转双向链表也很容易。通过交换每个节点的 next 和 prev 指针并将 head 节点更新为指向最后一个节点，可以反转双向链表。
4. 可以轻松地在现有节点之前添加新节点

双向链表的缺点

1. 由于每个节点都必须有一个额外的 prev 指针，因此它比单向链表占用更多内存。
2. 但可以使用 XOR 链表来解决这个缺点。
3. 由于元素存储在随机位置并且无法随机访问，因此只能按顺序访问列表的元素。
4. 由于管理更多指针的开销，所有操作都需要更多时间。例如，在添加新节点时必须修改 next 和 prev 指针，在删除节点时也必须修改。

双向链表的用途

• 它被导航系统应用于需要前后导航的情况。
• 浏览器使用后退和前进按钮提供对访问过的网页的向后和向前导航。
• 此外，传统的纸牌游戏牌组也用于表示它。
• 许多程序也使用它来添加撤销和重做操作的功能。
• MRU/LRU（最近最常使用/最近最少使用）缓存的构建也使用双向链表
• 双向链表可以构建或编程其他数据结构，如堆栈、哈希表和二叉树。
• 许多操作系统中的线程调度程序（决定哪个进程应该运行的组件）维护一个所有活动进程的双向链表。