单向链表和双向链表的区别2025年4月19日 | 阅读 5 分钟 在了解单向链表和双向链表的区别之前,我们首先分别了解一下什么是单向链表和双向链表。 什么是单向链表?单向链表可以简单地称为链表。单向链表是由一系列节点组成的列表,每个节点有两个部分;一部分是数据部分,另一部分是地址。单向链表也可以称为链,因为每个节点通过其地址部分引用另一个节点。我们可以对单向链表执行各种操作,如插入、删除和遍历。  什么是双向链表?双向链表是另一种类型的链表。它被称为双向链表是因为它包含两个地址,而单向链表只包含一个地址。它是一个包含三个部分的列表:一个数据部分,以及两个指针:前驱指针和后继指针。前驱指针存储前一个节点的地址,后继指针存储下一个节点的地址。因此,我们可以说这个列表有两个引用,即向前和向后引用,可以在任一方向上遍历。  我们也可以对双向链表执行各种操作,如插入、删除和遍历。 单向链表与双向链表的区别。 单向链表和双向链表的区别如下所示。 单向链表是一种线性数据结构,由一系列节点组成,其中一个节点包含两部分:一部分是数据部分,另一部分是地址部分。相比之下,双向链表也是一种线性数据结构,其中节点包含三部分:一部分是数据部分,另外两部分是地址部分。 我们知道,在单向链表中,一个节点包含下一个节点的地址,因此元素只能沿一个方向遍历,即向前方向。相比之下,在双向链表中,节点包含两个指针(前驱指针和后继指针),分别存储**下一个节点的地址**和**前一个节点的地址**,因此元素可以双向遍历。 单向链表占用的内存空间较少,因为它只包含一个地址。我们知道指针变量存储地址,指针变量占用 4 字节;因此,单向链表中指针变量占用的内存空间也是 4 字节。双向链表在节点中包含两个地址,一个是下一个节点的地址,另一个是前一个节点的地址;因此,两个指针变量占用的空间是 8 字节。 单向链表的插入和删除比双向链表复杂。如果我们向单向链表中插入一个元素,我们只需要更新下一个节点的地址。另一方面,在双向链表中,我们需要更新下一个和前一个节点两个节点的地址。 让我们以表格形式查看区别。 比较基础 | 单向链表 | 双向链表 |
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定义 | 单向链表是由节点组成的列表,其中节点包含两部分:第一部分是数据部分,下一部分是指向节点序列中下一个节点的指针。 | 双向链表也是由节点组成的集合,其中节点包含三个字段:第一个字段是指向前一个节点地址的指针,第二个是数据字段,第三个是指向下一个节点地址的指针。 | 访问 | 单向链表只能沿前向方向遍历。 | 双向链表可以双向访问。 | 列表指针 | 它只需要一个列表指针变量,即指向第一个节点的头指针。 | 它需要两个列表指针变量:**head** 和 **last**。head 指针指向第一个节点,last 指针指向列表的最后一个节点。 | 内存空间 | 它占用的内存空间更少。 | 它占用的内存空间更多。 | 效率 | 与双向链表相比,效率较低。 | 它效率较高。 | 实施 | 它可以在栈上实现。 | 它可以实现于栈、堆和二叉树。 | 复杂度 | 在单向链表中,从列表中插入和删除元素的 time complexity 为 **O(n)**。 | 在双向链表中,插入和删除元素的 time complexity 为 **O(1)**。 | 遍历效率 | 遍历单向链表通常从第一个节点(称为头节点)开始,然后系统地移动到每个后续节点,直到达到目标节点。这种顺序遍历使我们能够访问和检查列表中存储的数据。 | 双向链表允许更有效地向前和向后移动。这是因为每个节点都包含指向下一个和前一个节点的引用。 | 内存开销 | 与单向链表相比,双向链表每个节点需要更多的内存。这是因为需要额外的指针来跟踪列表中的前一个节点。 | 所需的额外内存可以在那些高效的向后导航或频繁插入/删除的优势大于内存成本增加的情况下得到证明。 | 操作的灵活性 | 处理单向链表有时可能涉及更复杂的编程逻辑或需要额外的数据结构。但是,通过仔细规划方法并使用正确的技术,可以有效地管理这些挑战,以创建健壮且高效的解决方案。 | 反转列表或反向迭代等操作在双向链表中更容易实现。这是因为双向链表中的每个节点都保留了对其前一个和下一个节点的引用。 | 易出错的修改 | 更改单个项目列表,尤其是在中间添加或删除项目等任务期间,有时会很棘手。务必小心,避免错误。必须精确管理列表以确保其功能正常。 | 双向链表使得修改更加容易,因为每个节点都跟踪其前面的节点和后面的节点。这使得在添加或删除项目时更新指针更加简单。 | 内存与功能的权衡 | 单向链表在单个节点大小上可能非常节省内存,但在某些操作上可能会导致很高的计算开销。 | 双向链表在每个节点上占用的内存更多,但在需要沿两个方向执行多个步骤以及修改列表顺序的情况下,可以提高性能。 |
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