LinkList — термин, используемый для описания связанных списков, семейства линейных структур данных, в которых элементы (узлы) упорядочены последовательно и связаны указателями или ссылками. Каждый узел обычно содержит хранимое значение и один или несколько указателей на другие узлы, что позволяет организовать последовательный доступ, эффективные операции вставки и удаления в произвольных местах и гибкое управление памятью. Связанные списки широко применяются в реализации абстрактных типов данных, таких как стеки, очереди и списки с произвольным доступом при специфических требованиях к вставкам и удалению элементов.
Исторически связанные списки возникли как базовая структура в ранних языках программирования и системах обработки данных, где управление памятью и динамическое выделение были критичны. Существуют несколько вариантов связанных списков: односвязные, где каждый узел содержит ссылку на следующий элемент; двусвязные, с ссылками на предыдущий и следующий узлы; циклические, в которых последний узел ссылается на первый; а также многосвязные и индексированные модификации для специализированных задач. Выбор конкретного варианта определяется требованиями к навигации, скорости операций и используемой памяти.
- Динамическое размещение: позволяет добавлять и удалять элементы без перераспределения всей структуры.
- Вставка и удаление: выполняются за константное время при доступе к соответствующему узлу (O(1)), что выгодно для списочных операций по сравнению с массивами.
- Проход по элементам: обеспечивает последовательный доступ, обычно с линейной сложностью O(n) для поиска элементов по значению или индексу.
- Вариативность форматов: односвязные, двусвязные и циклические реализации для разных задач навигации и эффективности.
- Использование памяти: дополнительные указатели в узлах увеличивают накладные расходы по сравнению с плотными массивами.
- Управление и безопасность: требует аккуратного управления ссылками, чтобы избежать утечек памяти, висячих ссылок и циклических зависимостей.
- Применение в алгоритмах: служит базой для реализации сложных структур (очереди, стеки, списки смежности в графах) и ряда алгоритмов обхода и изменения связных данных.
- Адаптивность: легко комбинируется с другими структурами данных и оптимизируется под конкретные требования по времени и памяти.