链表及链式栈、链式队列

一、指针(Pointer)

1. 指针的精确定义

   • 指针是存储内存地址的变量
   • 通过指针可以间接访问和操作内存中的数据
   • 指针类型决定了指针解引用时的解释方式

2. 指针操作要点

   • & 取地址运算符
   • * 解引用运算符
   • 指针算术运算（数组遍历时常用）

二、链表优化

1. 链表介绍优化

(1) 线性表 vs 链表的比较

特性	顺序表(数组)	链表
存取方式	随机存取	顺序存取
插入/删除效率	O(n)	O(1)已知位置
空间连续性	连续	不连续
空间利用率	高(无额外开销)	较低(有指针开销)

(2) 链表类型补充

• 单链表：每个结点包含数据和指向下一结点的指针
• 双向链表：结点包含前驱和后继指针，支持双向遍历
• 循环链表：尾结点指向头结点形成环状结构

三、链式栈优化

1. 实现要点

• 只需要维护一个top指针
• 不需要头结点，栈顶直接指向第一个元素
• 空栈时top为nullptr

四、链式队列优化

1. 实现要点

• 维护front和rear两个指针
• 空队列时front和rear都为nullptr
• 出队时更新front，入队时更新rear

五、最佳实践建议

1. 边界条件检查：始终检查空链表/栈/队列情况
2. 内存管理：每次new后要有对应的delete
3. 错误处理：对非法操作应有处理机制（如空栈pop）
4. 代码复用：可以考虑使用模板实现通用数据结构
5. 调试辅助：实现size()/isEmpty()等辅助方法

六、复杂度分析

操作	链表	链式栈	链式队列
插入/入栈/入队	O(1)	O(1)	O(1)
删除指定元素	O(n)	-	-
删除/出栈/出队	O(1)	O(1)	O(1)
访问指定位置	O(n)	-	-
空间开销	O(n)	O(n)	O(n)