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2023-07-11 21:15:08 深夜i -- --

C++ 链表原理解析

C++是一种高级编程语言，链表是其中的一种数据结构之一。链表由多个节点组成，每个节点都包含一个存储数据的元素和指向下一个节点的指针。在 C++ 中，可以通过定义结构体或类来创建一个链表。本文将分析 C++ 链表的原理。

非循环单向链表

首先，我们来看一个非循环单向链表的基本节点结构体：

struct ListNode {

int val;

ListNode *next;

ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}

};

其中，val 存储节点的值，next 指向下一个节点。head 指向链表的头节点。我们可以通过这些节点构成一个链表。

插入节点

链表最重要的操作之一就是插入节点。我们可以通过下面的代码实现在链表头部插入一个节点：

ListNode *insertAtHead(ListNode *head, int val) {

ListNode *node = new ListNode(val);

node->next = head;

return node;

}

当需要在链表中插入一个新节点时，我们需要创建一个指定值的新节点，并将新建的节点的 next 指向原来的头节点。然后，将 head 指向新建的节点。通过这种方式，我们可以在 O(1) 时间复杂度内完成一个节点的插入操作。

删除节点

同样，我们也可以通过下面的代码来实现删除链表中的节点：

ListNode *deleteNode(ListNode *head, int val) {

if (head == NULL) return NULL;

if (head->val == val) return head->next;

ListNode *node = head;

while (node->next != NULL && node->next->val != val)

node = node->next;

if (node->next != NULL)

node->next = node->next->next;

return head;

}

当需要删除一个节点时，我们需要找到要删除的节点，并将其前驱节点的 next 指向其后继节点。通过这种方式，我们可以在 O(N) 时间复杂度内完成一个节点的删除操作。

查找节点

链表的另一个重要操作是查找节点。我们可以通过下面的代码实现在链表中查找指定值的节点：

ListNode *findNode(ListNode *head, int val) {

while (head != NULL && head->val != val)

head = head->next;

return head;

}

当需要在链表中查找指定值的节点时，我们需要从头节点开始遍历链表，直到找到值为 val 的节点为止。如果链表中不存在对应的节点，返回 NULL。通过这种方式，我们可以在 O(N) 时间复杂度内完成节点的查找操作。

总结

C++ 链表是一种灵活且高效的数据结构，可以通过指针来实现节点之间的连接。它提供了插入、删除和查找节点的功能，并支持各种类型的数据存储。尽管在某些情况下，链表在时间和空间上的效率可能比数组要低，但是在许多实际场景中，链表仍然是很有用的数据结构之一。希望本文能够对读者理解 C++链表提供一些帮助。

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