计算机专业面试常见基础及解答：数据结构之链表

一、链表的基本概念及特点

链表是计算机科学中一种常见的数据结构，它由一系列结点（Node）组成，每个结点包含数据域和指针域。链表具有特点：

1. 无界性：链表可以无限地增加或减少结点。

2. 可动态改变：链表在运行过程中可以动态地插入或删除结点。

3. 无序性：链表中的元素可以任意插入或删除，不受顺序的限制。

二、链表的分类

根据指针的方向，链表可以分为几类：

1. 单向链表：每个结点只有一个指针，指向下一个结点。

2. 双向链表：每个结点有两个指针，一个指向前一个结点，一个指向下一个结点。

3. 循环链表：链表的一个结点的指针指向第一个结点，形成一个环。

三、单向链表的实现与操作

是一个单向链表的实现及基本操作的示例：

python

class ListNode:

def __init__(self, val=0, next=None):

self.val = val

self.next = next

def create_list(values):

head = ListNode(values[0])

current = head

for val in values[1:]:

current.next = ListNode(val)

current = current.next

return head

def print_list(head):

current = head

while current:

print(current.val, end=' ')

current = current.next

print()

def insert_list(head, index, val):

new_node = ListNode(val)

if index == 0:

new_node.next = head

return new_node

current = head

for i in range(index – 1):

if current.next is None:

raise Exception("Index out of range")

current = current.next

new_node.next = current.next

current.next = new_node

return head

def delete_list(head, index):

if index == 0:

return head.next

current = head

for i in range(index – 1):

if current.next is None:

raise Exception("Index out of range")

current = current.next

current.next = current.next.next

return head

以上代码中，`ListNode`类定义了链表的结点结构，`create_list`函数用于创建链表，`print_list`函数用于打印链表，`insert_list`函数用于在指定位置插入结点，`delete_list`函数用于删除指定位置的结点。

四、双向链表的实现与操作

是一个双向链表的实现及基本操作的示例：

python

class DoubleListNode:

def __init__(self, val=0, prev=None, next=None):

self.val = val

self.prev = prev

self.next = next

def create_double_list(values):

head = DoubleListNode(values[0])

current = head

for val in values[1:]:

current.next = DoubleListNode(val)

current.next.prev = current

current = current.next

return head

def print_double_list(head):

current = head

while current:

print(current.val, end=' ')

current = current.next

print()

def insert_double_list(head, index, val):

new_node = DoubleListNode(val)

if index == 0:

new_node.next = head

if head:

head.prev = new_node

return new_node

current = head

for i in range(index – 1):

if current.next is None:

raise Exception("Index out of range")

current = current.next

new_node.next = current.next

if current.next:

current.next.prev = new_node

current.next = new_node

new_node.prev = current

return head

def delete_double_list(head, index):

if index == 0:

return head.next

current = head

for i in range(index – 1):

if current.next is None:

raise Exception("Index out of range")

current = current.next

if current.next:

current.next.prev = current.prev

if current.prev:

current.prev.next = current.next

return head

以上代码中，`DoubleListNode`类定义了双向链表的结点结构，`create_double_list`函数用于创建双向链表，`print_double_list`函数用于打印双向链表，`insert_double_list`函数用于在指定位置插入结点，`delete_double_list`函数用于删除指定位置的结点。

五、循环链表的实现与操作

是一个循环链表的实现及基本操作的示例：

python

class CircleListNode:

def __init__(self, val=0, next=None):

self.val = val

self.next = next

def create_circle_list(values):

head = CircleListNode(values[0])

current = head

for val in values[1:]:

current.next = CircleListNode(val)

current = current.next

current.next = head

return head

def print_circle_list(head):

if not head:

print("The list is empty")

return

current = head

while True:

print(current.val, end=' ')

current = current.next

if current == head:

break

print()

def insert_circle_list(head, index, val):

new_node = CircleListNode(val)

if index == 0:

new_node.next = head

head.prev = new_node

return new_node

current = head

for i in range(index – 1):

current = current.next

if current == head:

raise Exception("Index out of range")

new_node.next = current.next

new_node.prev = current

current.next = new_node

return head

def delete_circle_list(head, index):

if index == 0:

if head.next == head:

return None

head.prev.next = head.next

head.next.prev = head.prev

return head.next

current = head

for i in range(index – 1):

current = current.next

if current == head:

raise Exception("Index out of range")

current.next = current.next.next

return head

以上代码中，`CircleListNode`类定义了循环链表的结点结构，`create_circle_list`函数用于创建循环链表，`print_circle_list`函数用于打印循环链表，`insert_circle_list`函数用于在指定位置插入结点，`delete_circle_list`函数用于删除指定位置的结点。

六、

本文介绍了计算机专业面试中常见的链表包括单向链表、双向链表和循环链表的实现及基本操作。掌握链表的相关知识对于计算机专业的面试具有重要意义。在实际开发过程中，链表是一种常用的数据结构，可以解决许多实际。希望本文能够帮助您在面试中取得好成绩。