2. 链表

第一章 链表基础概念 #

1.1 链表定义与特点 #

  • 链表的定义
  • 链表与数组的对比
  • 链表的优缺点分析
  • 链表的应用场景

1.2 链表基本结构 #

  • 节点(Node)结构
  • 指针/引用概念
  • 头指针与头节点
  • 空链表表示

第二章 链表分类与实现 #

2.1 单向链表 #

  • 单向链表结构
  • 基本操作实现
  • 时间复杂度分析
  • 实际应用案例

2.2 双向链表 #

  • 双向链表结构
  • 前驱与后继指针
  • 操作实现特点
  • 与单向链表对比

2.3 循环链表 #

  • 循环单向链表
  • 循环双向链表
  • 循环链表特性
  • 约瑟夫环问题

2.4 其他特殊链表 #

  • 静态链表
  • 跳跃链表
  • 异或链表
  • 多级链表

第三章 链表基本操作 #

3.1 创建与初始化 #

  • 链表创建方法
  • 节点初始化
  • 内存分配管理
  • 初始化复杂度分析

3.2 插入操作 #

  • 头插法
  • 尾插法
  • 指定位置插入
  • 插入操作时间复杂度

3.3 删除操作 #

  • 删除头节点
  • 删除尾节点
  • 删除指定节点
  • 删除操作时间复杂度

3.4 查找操作 #

  • 按值查找
  • 按位置查找
  • 查找效率分析
  • 优化查找方法

3.5 遍历操作 #

  • 顺序遍历
  • 反向遍历
  • 遍历算法实现
  • 遍历应用场景

第四章 链表高级操作 #

4.1 链表反转 #

  • 迭代反转法
  • 递归反转法
  • 头插法反转
  • 反转复杂度分析

4.2 链表排序 #

  • 冒泡排序
  • 选择排序
  • 插入排序
  • 归并排序

4.3 链表合并 #

  • 有序链表合并
  • 无序链表合并
  • 多路归并
  • 合并算法优化

4.4 环检测与处理 #

  • 快慢指针法
  • 环检测算法
  • 环入口查找
  • 环长度计算

第五章 链表算法应用 #

5.1 基础算法题 #

  • 删除倒数第N个节点
  • 链表相交判断
  • 回文链表判断
  • 中间节点查找

5.2 高级算法题 #

  • LRU缓存实现
  • 复制带随机指针的链表
  • 重排链表
  • K个一组翻转链表

5.3 实际工程应用 #

  • 内存管理
  • 文件系统
  • 数据库索引
  • 浏览器历史记录

第六章 链表性能优化 #

6.1 时间复杂度优化 #

  • 缓存友好设计
  • 预分配策略
  • 批量操作优化
  • 算法选择策略

6.2 空间复杂度优化 #

  • 内存池技术
  • 节点复用
  • 压缩存储
  • 垃圾回收

6.3 并发安全 #

  • 锁机制
  • 无锁数据结构
  • 读写锁应用
  • 并发链表实现

第七章 链表与其他数据结构 #

7.1 链表与数组 #

  • 存储方式对比
  • 操作效率对比
  • 适用场景分析
  • 混合使用策略

7.2 链表与栈 #

  • 链表实现栈
  • 操作特性对比
  • 应用场景选择
  • 性能差异分析

7.3 链表与队列 #

  • 链表实现队列
  • 双端队列实现
  • 优先级队列
  • 阻塞队列

7.4 链表与树 #

  • 二叉树链表表示
  • 多叉树表示
  • 树与链表转换
  • 应用场景对比

第八章 编程语言实现 #

8.1 C/C++实现 #

  • 结构体定义
  • 指针操作
  • 内存管理
  • 模板实现

8.2 Java实现 #

  • 类定义
  • 引用操作
  • 泛型应用
  • 集合框架

8.3 Python实现 #

  • 类定义
  • 引用机制
  • 内置方法
  • 标准库应用

8.4 其他语言实现 #

  • JavaScript实现
  • Go语言实现
  • Rust实现
  • Swift实现

第九章 测试与调试 #

9.1 单元测试 #

  • 测试用例设计
  • 边界条件测试
  • 异常情况处理
  • 测试覆盖率

9.2 调试技巧 #

  • 内存泄漏检测
  • 指针错误排查
  • 循环引用处理
  • 性能分析工具

9.3 代码质量 #

  • 代码规范
  • 注释编写
  • 重构技巧
  • 最佳实践