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链表结构

缓存大小有限，当缓存用满时，哪些数据应该被清理出去，哪些数据应该被保留？这就需要缓存淘汰策略来决定。常见的策略有三种：先进先出策略 FIFO（First In，First Out）、最少使用策略 LFU（Least Frequently Used）、最近最少使用策略 LRU（Least Recently Used）。

链表并不需要一块连续的内存空间，它通过“指针”将一组零散的内存块串联起来使用。

单链表

c++ 里面的forward_list?

把内存块称为链表的“结点”，为了将所有的结点串起来，每个链表的结点除了存储数据之外，还需要记录链上的下一个结点的地址。如上图所示，我们把这个记录下个结点地址的指针叫作后继指针 next。

第一个结点叫作头结点，最后一个结点叫作尾结点。头结点用来记录链表的基地址。有了它，我们就可以遍历得到整条链表。而尾结点特殊的地方是：指针不是指向下一个结点，而是指向一个空地址 NULL，表示这是链表上最后一个结点。

数组的插入、删除操作时，为了保持内存数据的连续性，需要做大量的数据搬移，所以时间复杂度是 O(n)。而链表则不用保持内存的连续性，因为链表的存储空间本身就不连续。所以，在链表中插入和删除一个数据是非常快速：

但是链表要想随机访问第 k 个元素，就没有数组那么高效，因为内存地址不连续，无法进行寻址操作。而是需要根据指针一个结点一个结点地依次遍历，直到找到相应的结点，时间复杂度为 O(n)。

循环链表

跟单链表唯一的区别就在尾结点，循环链表的尾结点指针是指向链表的头结点，首尾相连。

循环链表的优点是从链尾到链头比较方便，当要处理的数据具有环型结构特点时，就特别适合采用循环链表。

双向链表

c++ 里面的list?

而双向链表，顾名思义，支持两个方向，每个结点不止有一个后继指针next指向后面的结点，还有一个前驱指针prev指向前面的结点。
结构上来看，双向链表可以支持 O(1) 时间复杂度的情况下找到前驱结点，正是这样的特点，也使双向链表在某些情况下的插入、删除等操作都要比单链表简单、高效。

删除操作(双向链表的优点)

从链表中删除一个数据无外乎这两种情况：

• 删除结点中“值等于某个给定值”的结点
• 删除给定指针指向的结点。

第一种情况，不管是单链表还是双向链表，为了查找到值等于给定值的结点，都需要头结点开始依次遍历对比，直到找到值等于给定值的结点，然后将其删除。单纯的删除操作时间复杂度是 O(1)，但遍历查找的时间是主要的耗时点，对应的时间复杂度为 O(n)。

第二种情况，如果已经找到了要删除的结点，但是删除某个结点 q 需要知道其前驱结点，而单链表并不支持直接获取前驱结点，所以，为了找到前驱结点，还是要从头结点开始遍历链表，直到 p->next=q，说明 p 是 q 的前驱结点。但对于双向链表来说，双向链表中的结点已经保存了前驱结点的指针，不需要像单链表那样遍历。单链表删除操作需要 O(n) 的时间复杂度，而双向链表只需要在 O(1) 的时间复杂度！

除了插入、删除操作有优势之外，对于一个有序链表，双向链表的按值查询的效率也要比单链表高一些。因为可以记录上次查找的位置 p，每次查询时，根据要查找的值与 p 的大小关系，决定是往前还是往后查找，所以平均只需要查找一半的数据。

链表 VS 数组性能大比拼

LRU 缓存淘汰算法

思路：我们维护一个有序单链表，越靠近链表尾部的结点是越早之前访问的。当有一个新的数据被访问时，我们从链表头开始顺序遍历链表：
1.如果此数据之前已经被缓存在链表中了，我们遍历得到这个数据对应的结点，并将其从原来的位置删除，然后再插入到链表的头部。
2. 如果此数据没有在缓存链表中，又可以分为两种情况：

• 如果此时缓存未满，则将此结点直接插入到链表的头部；
• 如果此时缓存已满，则链表尾结点删除，将新的数据结点插入链表的头部。

课后思考

如何判断一个字符串是否是回文字符串的问题，我想你应该听过，我们今天的题目就是基于这个问题的改造版本。如果字符串是通过单链表来存储的，那该如何来判断是一个回文串呢？你有什么好的解决思路呢？相应的时间空间复杂度又是多少呢？

如何判断一个字符串是否是回文字符串？
常规判断很简单，贴一个c++代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <iterator>using namespace std;int main(){cout << "请输入一个字符串：" << endl;string str;while (cin >> str){bool flag = true;auto it1 = str.begin();auto it2 = str.end()-1;auto mid = it1 + str.size() / 2;while (it1 != mid){if (*it1 != *it2){flag = false;break;}++it1; --it2;}cout << str << (flag ? "是" : "不是") << "回文字符串" << endl;}return 0;
}

如果字符串是通过单链表来存储的，那该如何来判断是一个回文串呢？