在Java編程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中,棧和鏈表是兩個(gè)非常重要的概念,也是面試中經(jīng)常會(huì)涉及到的知識(shí)點(diǎn)。掌握這些知識(shí)不僅可以幫助我們更好地理解程序設(shè)計(jì)的基本原理,還能夠在面試中展現(xiàn)出我們的專業(yè)能力和邏輯思維能力。本文將重點(diǎn)介紹Java中棧和鏈表的相關(guān)知識(shí),并給出一些常見的面試題供大家參考。
棧是一種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它具有先進(jìn)后出(FILO)的特點(diǎn)。在棧中,數(shù)據(jù)的插入和刪除操作只能在一端進(jìn)行,這一端稱為棧頂。棧常用的操作包括入棧(push)和出棧(pop)。
在Java中,我們可以使用Stack類或者Deque接口的實(shí)現(xiàn)類(如ArrayDeque)來實(shí)現(xiàn)棧的功能。Stack類提供了push、pop等操作方法,而Deque接口也可以用于模擬棧的行為。
棧在計(jì)算機(jī)科學(xué)中有廣泛的應(yīng)用,例如表達(dá)式求值、括號(hào)匹配、函數(shù)調(diào)用等都可以借助棧來實(shí)現(xiàn)。掌握棧的原理和應(yīng)用場景可以幫助我們更好地理解算法和程序設(shè)計(jì)。
鏈表是一種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),由一系列節(jié)點(diǎn)組成,每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。鏈表的基本操作包括插入、刪除和查找,常見的鏈表類型包括單向鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表。
在Java中,我們可以使用Node類來表示鏈表的節(jié)點(diǎn),通過節(jié)點(diǎn)之間的指針關(guān)系來實(shí)現(xiàn)鏈表的操作。除此之外,Java中也提供了LinkedList類來實(shí)現(xiàn)鏈表的功能,可以方便地進(jìn)行增刪改查等操作。
鏈表在許多實(shí)際場景中都有廣泛的應(yīng)用,如LRU緩存、大整數(shù)計(jì)算、有序鏈表合并等。了解鏈表的原理和常見操作可以幫助我們更好地設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)相關(guān)的算法。
Java中的棧和鏈表是編程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的重要概念,掌握這些知識(shí)不僅可以讓我們寫出更高效、更健壯的代碼,還可以在面試中展現(xiàn)出我們的技術(shù)能力和解決問題的能力。希望本文介紹的內(nèi)容能夠幫助大家更深入地理解Java棧與鏈表,并在未來的學(xué)習(xí)和工作中有所幫助。
是的,因?yàn)殒湵聿幌駭?shù)組,實(shí)例化已經(jīng)確定大小
區(qū)別如下;
一、指代不同
1、雙向鏈表:也叫雙鏈表,是鏈表的一種,每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)中都有兩個(gè)指針,分別指向直接后繼和直接前驅(qū)
2、單向鏈表:是鏈表的一種,其特點(diǎn)是鏈表的鏈接方向是單向的,對(duì)鏈表的訪問要通過順序讀取從頭部開始。
二、優(yōu)點(diǎn)不同
1、雙向鏈表:從雙向鏈表中的任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)開始,都可以很方便地訪問前驅(qū)結(jié)點(diǎn)和后繼結(jié)點(diǎn)。
2、單向鏈表:單個(gè)結(jié)點(diǎn)創(chuàng)建非常方便,普通的線性內(nèi)存通常在創(chuàng)建的時(shí)候就需要設(shè)定數(shù)據(jù)的大小,結(jié)點(diǎn)的訪問方便,可以通過循環(huán)或者遞歸的方法訪問到任意數(shù)據(jù)。
三、缺點(diǎn)不同
1、雙向鏈表:增加刪除節(jié)點(diǎn)復(fù)雜,需要多分配一個(gè)指針存儲(chǔ)空間。
2、單向鏈表:結(jié)點(diǎn)的刪除非常方便,不需要像線性結(jié)構(gòu)那樣移動(dòng)剩下的數(shù)據(jù),但是平均的訪問效率低于線性表。
鏈表是一種常見的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是一種線性表,但是并不會(huì)按線性的鏈表是一種物理存儲(chǔ)單元上非連續(xù)、非順序的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接次序?qū)崿F(xiàn)的。
鏈表由一系列結(jié)點(diǎn)(鏈表中每一個(gè)元素稱為結(jié)點(diǎn))組成,結(jié)點(diǎn)可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)生成。
每個(gè)結(jié)點(diǎn)包括兩個(gè)部分:一個(gè)是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)域,另一個(gè)是存儲(chǔ)下一個(gè)結(jié)點(diǎn)地址的指針域。
相比于線性表順序結(jié)構(gòu),操作復(fù)雜。
由于不必須按順序存儲(chǔ),鏈表在插入的時(shí)候可以達(dá)到O(1)的復(fù)雜度,比另一種線性表順序表快得多;
但是查找一個(gè)節(jié)點(diǎn)或者訪問特定編號(hào)的節(jié)點(diǎn)則需要O(n)的時(shí)間,而線性表和順序表相應(yīng)的時(shí)間復(fù)雜度分別是O(logn)和O(1)。
使用鏈表結(jié)構(gòu)可以克服數(shù)組鏈表需要預(yù)先知道數(shù)據(jù)大小的缺點(diǎn),鏈表結(jié)構(gòu)可以充分利用計(jì)算機(jī)內(nèi)存空間,實(shí)現(xiàn)靈活的內(nèi)存動(dòng)態(tài)管理。
但是鏈表失去了數(shù)組隨機(jī)讀取的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)鏈表由于增加了結(jié)點(diǎn)的指針域,空間開銷比較大。
鏈表最明顯的特點(diǎn)就是,常規(guī)數(shù)組排列關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的方式可能不同于這些數(shù)據(jù)項(xiàng)目在記憶體或磁盤上順序,數(shù)據(jù)的存取往往要在不同的排列順序中轉(zhuǎn)換。
鏈表允許插入和移除表上任意位置上的節(jié)點(diǎn),但是不允許隨機(jī)存取。
線性表順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu):用數(shù)組(連續(xù)存放的)來存儲(chǔ)的線性表就是順序表;
線性表鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu): 存儲(chǔ)在鏈表上:單鏈表,雙鏈表,循環(huán)鏈表. 棧和隊(duì)列:只是屬于邏輯上的概念,實(shí)際中不存在,僅僅是一種思想,一種理念;棧和隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)可以用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)或鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。
當(dāng)線性表需要頻繁查找,較少插入和刪除時(shí),宜采用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。若需要頻繁插入和刪除,宜采用單鏈表
單向鏈表:單向鏈表包含兩個(gè)域,一個(gè)是信息域,一個(gè)是指針域。也就是單向鏈表的節(jié)點(diǎn)被分成兩部分,一部分是保存或顯示關(guān)于節(jié)點(diǎn)的信息,第二部分存儲(chǔ)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址,而最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)則指向一個(gè)空值。
優(yōu)點(diǎn):單向鏈表增加刪除節(jié)點(diǎn)簡單。遍歷時(shí)候不會(huì)死循環(huán)。
(雙向也不會(huì)死循環(huán),循環(huán)鏈表忘了進(jìn)行控制的話很容易進(jìn)入死循環(huán));缺點(diǎn):只能從頭到尾遍歷。只能找到后繼,無法找到前驅(qū),也就是只能前進(jìn)。
雙向鏈表:每個(gè)節(jié)點(diǎn)有2個(gè)鏈接,一個(gè)是指向前一個(gè)節(jié)點(diǎn)(當(dāng)此鏈接為第一個(gè)鏈接時(shí),指向的是空值或空列表),另一個(gè)則指向后一個(gè)節(jié)點(diǎn)(當(dāng)此鏈接為最后一個(gè)鏈接時(shí),指向的是空值或空列表)。意思就是說雙向鏈表有2個(gè)指針,一個(gè)是指向前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針,另一個(gè)則指向后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。
優(yōu)點(diǎn):可以找到前驅(qū)和后繼,可進(jìn)可退;缺點(diǎn):增加刪除節(jié)點(diǎn)復(fù)雜。
判斷是否有循環(huán)的方法:
對(duì)于任意一個(gè)節(jié)點(diǎn),判斷其next值是否和之前的任意節(jié)點(diǎn)地址相同。如果存在相同,說明有循環(huán)。
鏈表為空:
帶頭單鏈表:head->next==NULL
不帶頭單鏈表:list==NULL
帶頭循環(huán)鏈表:head->next==head
不帶頭循環(huán)鏈表:list==NULL
這個(gè)是計(jì)算機(jī)考試公共基礎(chǔ)的內(nèi)容吧!在線性單鏈表中,每一個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)指針域,由這個(gè)指針只能找到后件結(jié)點(diǎn),但不能找到前件結(jié)點(diǎn)。
因此在單鏈表中只能順指針向鏈尾方向進(jìn)行掃描,這對(duì)于某些問題的處理會(huì)帶來不便,因?yàn)樵谶@種方式下,由某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出發(fā)。只能找到他的后件,而為了找到他的前件必須從頭開始找!未了彌補(bǔ)單鏈表這個(gè)缺點(diǎn),我們采用雙向鏈表,它的每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)有兩個(gè)指針,左指針和右指針,左指針指向前件,右指針指向后件。循環(huán)鏈表相比前面的單鏈表有兩個(gè)特點(diǎn):增加了一個(gè)表頭指針:鏈表最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針域不是空,而是指向表頭結(jié)點(diǎn),這就形成循環(huán)了!再循環(huán)鏈表中,只要指出表中任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)的位置,就可以從它出發(fā)訪問表中其他所有的結(jié)點(diǎn),耳線性鏈表做不到這一點(diǎn)。以上介紹了他們的特點(diǎn),插入和刪除運(yùn)算就是利用棧來進(jìn)行,而首先就是查找指定元素,以上三個(gè)查找上的不同決定了插入和刪除的效率。此外循環(huán)鏈表和單鏈表的插入刪除基本一樣,都是一個(gè)指針,就是查找指定元素時(shí)方式不一?。?! 希望可以幫到你?。?!難學(xué),鏈表這一塊知識(shí)實(shí)在是太難了,比如說,p1,p2,指針起到什么作用(比如:p1是用來創(chuàng)建鏈表的指針,那p2指針是干什么使得呢)?
鏈表中結(jié)點(diǎn)的分配和回收是由系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)malloc和free動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)的,稱之為動(dòng)態(tài)鏈表。
如果程序支持指針,則可按照我們的一般形式實(shí)現(xiàn)鏈表, 需要時(shí)分配,不需要時(shí)回收即可.
動(dòng)態(tài)鏈表的空間是可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的。
typedef struct node{
EleType data;
struct node * pNext;
}Node;
有些高級(jí)語言中沒有“指針”數(shù)據(jù)類型,只能用數(shù)組來模擬線性鏈表的結(jié)構(gòu),
數(shù)組元素中的指針“域”存放的不是元素在內(nèi)存中的真實(shí)地址,而是在數(shù)組中的位置。這樣的鏈表
稱為靜態(tài)鏈表。而通過定義一個(gè)較大的結(jié)構(gòu)體數(shù)組來作為備用結(jié)點(diǎn)空間(即存儲(chǔ)池),
每個(gè)結(jié)點(diǎn)應(yīng)至少含有兩個(gè)域:data域和cursor域。
線性表的靜態(tài)單鏈表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) :
#define MAXSIZE 100;
typedef struct
{
ElemType data;
int cur;
}component,SLinkList[MAXSIZE];