Linked List
Jason @ Sprout C 2021 🌱
Linked List 是一種「資料結構」
顧名思義，就是一種儲存資料的結構
(´・ω・`)
已經學過的資料結構：陣列 Array
// Declaring an array with initial values
int array[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
// Random Access
array[5] = array[7];
優點：宣告方便、Random Access
缺點：(*´･д･)?
Scenario I. Insertion at front
After
0
2
4
1
Before
0
2
4
在最前端插入 1
搬移 O(n)
＋插入 O(1)
時間複雜度 =
Scenario II. Insertion when Full
After
0
2
4
1
Before
1
0
2
在最尾端插入 4
搬移 O(n)
＋插入 O(1)
時間複雜度 =
開一個更大的新陣列
陣列 Array
優點
- 宣告方便
- Random Access
缺點
- 隨意位置插入複雜度最糟 O(n)
- 長度固定
偷渡一下大一面試資芽講師時做的梗圖 ε٩(๑> ₃ <)۶з
解決方法？
換一種「適合的」資料結構！
這世界上還有很多種資料結構
Linear
- Array
- Linked List
- Queue
- Stack
- Deque
- Dynamic Array
Non-Linear
- Graph
- Hashtable
- Tree
- Trie
- Bitset
- Disjoint Set
- Heap
- Treap
😷 衛教宣導 😷
沒有「最好的」資料結構，
只有「最適合的」資料結構！
Linked List 想法
能不能夠當需要增加記憶體時就宣告一塊新的記憶體，
接著想辦法把它接到資料結構上就好了？
也許有一種資料結構能像火車一樣，
想加新車廂的時候就加一節新車廂進來就好？
Before
宣告一塊新的記憶體
After
接上去原本的資料結構
Revisit Scenario I. Insertion at Front
Before
宣告一塊新的記憶體
After
接上去原本的資料結構
Revisit Scenario II. Insertion when Full
解決 Array 遇到的問題了 !
但要怎麼用 C++ 來實作 Linked List 呢？
先從 Linked List 的最基本元件 Node 開始
每個 Node 都需要：
- 存自己的 Data
- 存下個 Node 的位置
- 把這些變數包起來
- 可以被動態宣告
pointer !
struct !
new / delete !
先從 Linked List 的最基本元件 Node 開始
struct node {
int value; // 要存的 Data
node *next; // 下個 Node 的指標
node (int v) { // 好用的建構子
value = v;
next = nullptr;
}
};所以只要有 Linked List 最前面那個 Node
就能夠遍歷完整條 Linked List 了
現在給我們任何一個 Node，
我們都能夠找到它下一個 Node 的位置
// Iterate the whole Linked List
node *head;
void printList(node *n){
while(n != nullptr){
cout << n->data << " ";
n = n->next;
}
}Want proof ? Mathematical Induction !
// Iterate the whole Linked List
node *head;
void printList(node *n){
for( ; n != nullptr ; n = n->next)
cout << n->data << " ";
}Insertion in Linked List
// Insert a new node after the given node
void insert(node *n, int v){
node *new_node = new node(v);
if (n->next != nullptr)
new_node->next = n->next;
n->next = new_node;
}
Deletion in Linked List
// Delete the next node of the given node
void remove(node *n){
if (n->next == nullptr)
return;
node *next = n->next;
n->next = next->next;
delete next;
}
以上教的其實只是一種叫做 Singly Linked List 的 Linked List
還有一種叫做 Doubly Linked List 的 Linked List
不過基本上只是要維護的東西 (node *next, *pre) 變多了
其他地方都大同小異，所以留給大家自己想（？
Linked List vs. Array
| Linked List | Array | |
|---|---|---|
| Accessing | Sequential | Random |
| Insertion | O(1) | O(n) in worst case |
| Space | O(n) | O(n) |
想想看，我們能夠對 Linked List 做二分搜嗎？
如果時間剩太多的話
就直接直播解這兩題給大家看（？
上課練習題
Linked List
By jason-plainlog
