Abgerollte verknüpfte Liste | Set 1 (Einführung)
Wie Array und verknüpfte Liste ist auch die abgerollte verknüpfte Liste eine lineare Datenstruktur und eine Variante einer verknüpften Liste.
Warum brauchen wir eine abgerollte verknüpfte Liste?
Einer der größten Vorteile verknüpfter Listen gegenüber Arrays besteht darin, dass das Einfügen eines Elements an einer beliebigen Stelle nur O(1) erfordert. Der Haken dabei ist jedoch, dass für die Suche nach einem Element in einer verknüpften Liste O(n) benötigt wird. Um das Problem der Suche zu lösen, d. h. die Zeit für die Suche nach dem Element zu verkürzen, wurde das Konzept der abgerollten verknüpften Listen vorgeschlagen. Die entrollte verknüpfte Liste bietet die Vorteile sowohl eines Arrays als auch einer verknüpften Liste, da sie den Speicheraufwand im Vergleich zu einfachen verknüpften Listen reduziert, indem sie mehrere Elemente an jedem Knoten speichert, und außerdem den Vorteil einer schnellen Einfügung und Löschung wie bei einer verknüpften Liste bietet.
Vorteile:
- Aufgrund des Cache-Verhaltens ist die lineare Suche in abgewickelten verknüpften Listen viel schneller.
- Im Vergleich zur gewöhnlichen verknüpften Liste benötigt sie weniger Speicherplatz für Zeiger/Referenzen.
- Es führt Vorgänge wie Einfügen, Löschen und Durchlaufen schneller aus als gewöhnliche verknüpfte Listen (da die Suche schneller ist).
Nachteile:
- Der Overhead pro Knoten ist vergleichsweise hoch als bei einfach verknüpften Listen. Sehen Sie sich einen Beispielknoten im folgenden Code an
Beispiel: Nehmen wir an, wir haben 8 Elemente, also sqrt(8)=2,82, was auf 3 abgerundet wird. Jeder Block speichert also 3 Elemente. Um also 8 Elemente zu speichern, werden 3 Blöcke erstellt, von denen die ersten beiden Blöcke 3 Elemente speichern und der letzte Block 2 Elemente speichern würde.
Wie wird die Suche in abgerollten verknüpften Listen verbessert?
Wenn wir also im obigen Beispiel nach dem 7. Element in der Liste suchen möchten, durchsuchen wir die Liste der Blöcke zu dem Block, der das 7. Element enthält. Es benötigt nur O(sqrt(n)), da wir herausgefunden haben, dass es nicht mehr als sqrt(n) Blöcke erfordert.
Einfache Implementierung:
Das folgende Programm erstellt eine einfache abgerollte verknüpfte Liste mit drei Knoten, die jeweils eine variable Anzahl von Elementen enthalten. Es durchläuft auch die erstellte Liste.
C++ // C++ program to implement unrolled linked list // and traversing it. #include using namespace std ; #define maxElements 4 // Unrolled Linked List Node class Node { public : int numElements ; int array [ maxElements ]; Node * next ; }; /* Function to traverse an unrolled linked list and print all the elements*/ void printUnrolledList ( Node * n ) { while ( n != NULL ) { // Print elements in current node for ( int i = 0 ; i < n -> numElements ; i ++ ) cout < < n -> array [ i ] < < ' ' ; // Move to next node n = n -> next ; } } // Program to create an unrolled linked list // with 3 Nodes int main () { Node * head = NULL ; Node * second = NULL ; Node * third = NULL ; // allocate 3 Nodes head = new Node (); second = new Node (); third = new Node (); // Let us put some values in second node (Number // of values must be less than or equal to // maxElement) head -> numElements = 3 ; head -> array [ 0 ] = 1 ; head -> array [ 1 ] = 2 ; head -> array [ 2 ] = 3 ; // Link first Node with the second Node head -> next = second ; // Let us put some values in second node (Number // of values must be less than or equal to // maxElement) second -> numElements = 3 ; second -> array [ 0 ] = 4 ; second -> array [ 1 ] = 5 ; second -> array [ 2 ] = 6 ; // Link second Node with the third Node second -> next = third ; // Let us put some values in third node (Number // of values must be less than or equal to // maxElement) third -> numElements = 3 ; third -> array [ 0 ] = 7 ; third -> array [ 1 ] = 8 ; third -> array [ 2 ] = 9 ; third -> next = NULL ; printUnrolledList ( head ); return 0 ; } // This is code is contributed by rathbhupendra
C // C program to implement unrolled linked list // and traversing it. #include #include #define maxElements 4 // Unrolled Linked List Node struct Node { int numElements ; int array [ maxElements ]; struct Node * next ; }; /* Function to traverse an unrolled linked list and print all the elements*/ void printUnrolledList ( struct Node * n ) { while ( n != NULL ) { // Print elements in current node for ( int i = 0 ; i < n -> numElements ; i ++ ) printf ( '%d ' n -> array [ i ]); // Move to next node n = n -> next ; } } // Program to create an unrolled linked list // with 3 Nodes int main () { struct Node * head = NULL ; struct Node * second = NULL ; struct Node * third = NULL ; // allocate 3 Nodes head = ( struct Node * ) malloc ( sizeof ( struct Node )); second = ( struct Node * ) malloc ( sizeof ( struct Node )); third = ( struct Node * ) malloc ( sizeof ( struct Node )); // Let us put some values in second node (Number // of values must be less than or equal to // maxElement) head -> numElements = 3 ; head -> array [ 0 ] = 1 ; head -> array [ 1 ] = 2 ; head -> array [ 2 ] = 3 ; // Link first Node with the second Node head -> next = second ; // Let us put some values in second node (Number // of values must be less than or equal to // maxElement) second -> numElements = 3 ; second -> array [ 0 ] = 4 ; second -> array [ 1 ] = 5 ; second -> array [ 2 ] = 6 ; // Link second Node with the third Node second -> next = third ; // Let us put some values in third node (Number // of values must be less than or equal to // maxElement) third -> numElements = 3 ; third -> array [ 0 ] = 7 ; third -> array [ 1 ] = 8 ; third -> array [ 2 ] = 9 ; third -> next = NULL ; printUnrolledList ( head ); return 0 ; }
Java // Java program to implement unrolled // linked list and traversing it. import java.util.* ; class GFG { static final int maxElements = 4 ; // Unrolled Linked List Node static class Node { int numElements ; int [] array = new int [ maxElements ] ; Node next ; }; // Function to traverse an unrolled // linked list and print all the elements static void printUnrolledList ( Node n ) { while ( n != null ) { // Print elements in current node for ( int i = 0 ; i < n . numElements ; i ++ ) System . out . print ( n . array [ i ] + ' ' ); // Move to next node n = n . next ; } } // Program to create an unrolled linked list // with 3 Nodes public static void main ( String [] args ) { Node head = null ; Node second = null ; Node third = null ; // Allocate 3 Nodes head = new Node (); second = new Node (); third = new Node (); // Let us put some values in second // node (Number of values must be // less than or equal to maxElement) head . numElements = 3 ; head . array [ 0 ] = 1 ; head . array [ 1 ] = 2 ; head . array [ 2 ] = 3 ; // Link first Node with the // second Node head . next = second ; // Let us put some values in // second node (Number of values // must be less than or equal to // maxElement) second . numElements = 3 ; second . array [ 0 ] = 4 ; second . array [ 1 ] = 5 ; second . array [ 2 ] = 6 ; // Link second Node with the third Node second . next = third ; // Let us put some values in third // node (Number of values must be // less than or equal to maxElement) third . numElements = 3 ; third . array [ 0 ] = 7 ; third . array [ 1 ] = 8 ; third . array [ 2 ] = 9 ; third . next = null ; printUnrolledList ( head ); } } // This code is contributed by amal kumar choubey
Python3 # Python3 program to implement unrolled # linked list and traversing it. maxElements = 4 # Unrolled Linked List Node class Node : def __init__ ( self ): self . numElements = 0 self . array = [ 0 for i in range ( maxElements )] self . next = None # Function to traverse an unrolled linked list # and print all the elements def printUnrolledList ( n ): while ( n != None ): # Print elements in current node for i in range ( n . numElements ): print ( n . array [ i ] end = ' ' ) # Move to next node n = n . next # Driver Code if __name__ == '__main__' : head = None second = None third = None # Allocate 3 Nodes head = Node () second = Node () third = Node () # Let us put some values in second # node (Number of values must be # less than or equal to # maxElement) head . numElements = 3 head . array [ 0 ] = 1 head . array [ 1 ] = 2 head . array [ 2 ] = 3 # Link first Node with the second Node head . next = second # Let us put some values in second node # (Number of values must be less than # or equal to maxElement) second . numElements = 3 second . array [ 0 ] = 4 second . array [ 1 ] = 5 second . array [ 2 ] = 6 # Link second Node with the third Node second . next = third # Let us put some values in third node # (Number of values must be less than # or equal to maxElement) third . numElements = 3 third . array [ 0 ] = 7 third . array [ 1 ] = 8 third . array [ 2 ] = 9 third . next = None printUnrolledList ( head ) # This code is contributed by rutvik_56
C# // C# program to implement unrolled // linked list and traversing it. using System ; class GFG { static readonly int maxElements = 4 ; // Unrolled Linked List Node class Node { public int numElements ; public int [] array = new int [ maxElements ]; public Node next ; }; // Function to traverse an unrolled // linked list and print all the elements static void printUnrolledList ( Node n ) { while ( n != null ) { // Print elements in current node for ( int i = 0 ; i < n . numElements ; i ++ ) Console . Write ( n . array [ i ] + ' ' ); // Move to next node n = n . next ; } } // Program to create an unrolled linked list // with 3 Nodes public static void Main ( String [] args ) { Node head = null ; Node second = null ; Node third = null ; // Allocate 3 Nodes head = new Node (); second = new Node (); third = new Node (); // Let us put some values in second // node (Number of values must be // less than or equal to maxElement) head . numElements = 3 ; head . array [ 0 ] = 1 ; head . array [ 1 ] = 2 ; head . array [ 2 ] = 3 ; // Link first Node with the // second Node head . next = second ; // Let us put some values in // second node (Number of values // must be less than or equal to // maxElement) second . numElements = 3 ; second . array [ 0 ] = 4 ; second . array [ 1 ] = 5 ; second . array [ 2 ] = 6 ; // Link second Node with the third Node second . next = third ; // Let us put some values in third // node (Number of values must be // less than or equal to maxElement) third . numElements = 3 ; third . array [ 0 ] = 7 ; third . array [ 1 ] = 8 ; third . array [ 2 ] = 9 ; third . next = null ; printUnrolledList ( head ); } } // This code is contributed by Rajput-Ji
JavaScript < script > // JavaScript program to implement unrolled // linked list and traversing it. const maxElements = 4 ; // Unrolled Linked List Node class Node { constructor () { this . numElements = 0 ; this . array = new Array ( maxElements ); this . next = null ; } } // Function to traverse an unrolled // linked list and print all the elements function printUnrolledList ( n ) { while ( n != null ) { // Print elements in current node for ( var i = 0 ; i < n . numElements ; i ++ ) document . write ( n . array [ i ] + ' ' ); // Move to next node n = n . next ; } } // Program to create an unrolled linked list // with 3 Nodes var head = null ; var second = null ; var third = null ; // Allocate 3 Nodes head = new Node (); second = new Node (); third = new Node (); // Let us put some values in second // node (Number of values must be // less than or equal to maxElement) head . numElements = 3 ; head . array [ 0 ] = 1 ; head . array [ 1 ] = 2 ; head . array [ 2 ] = 3 ; // Link first Node with the // second Node head . next = second ; // Let us put some values in // second node (Number of values // must be less than or equal to // maxElement) second . numElements = 3 ; second . array [ 0 ] = 4 ; second . array [ 1 ] = 5 ; second . array [ 2 ] = 6 ; // Link second Node with the third Node second . next = third ; // Let us put some values in third // node (Number of values must be // less than or equal to maxElement) third . numElements = 3 ; third . array [ 0 ] = 7 ; third . array [ 1 ] = 8 ; third . array [ 2 ] = 9 ; third . next = null ; printUnrolledList ( head ); < /script>
Ausgabe
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Komplexitätsanalyse:
In diesem Artikel haben wir eine ausführliche Liste und ihre Vorteile vorgestellt. Wir haben auch gezeigt, wie man die Liste durchläuft. Im nächsten Artikel werden wir das Einfügen, Löschen und die Werte von maxElements/numElements im Detail besprechen.
Einfügen in eine abgerollte verknüpfte Liste
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