04 链表（上）：如何实现LRU缓存淘汰算法？
一、什么是链表？
1.和数组一样，链表也是一种线性表。
2.从内存结构来看，链表的内存结构是不连续的内存空间，是将一组零散的内存块串联起来，从而进行数据存储的数据结构。
3.链表中的每一个内存块被称为节点Node。结点除了存储数据外，还需记录链上下一个结点的地址，即后继指针next。
二、为什么使用链表？（链表的特点）
1.插入、删除效率高，时间复杂度为 O(1) 级别(只需更改指针指向即可)，随机访问效率低，时间复杂度为 O(n) 级别(需要从链头至链尾进行遍历)。
2.和数组相比，内存空间消耗更大，因为每个存储数据的节点都需要额外的空间存储后继指针。
三、常见的链表结构
1.单链表
1）每个节点只包含一个指针，即后继指针。
2）单链表有两个特殊的节点，即首节点和尾节点
为什么特殊？
- 用首节点地址表示整条链表
- 尾节点的后继指针指向空地址null
3）性能特点
插入和删除节点的时间复杂度为O（1）
查找的时间复杂度为O（n）
2.循环链表
循环链表是一种特殊的单链表，除了尾节点的后继指针指向首节点的地址外均与单链表一致
和单链表相比，循环链表的优点是从链表到链头比较方便。
适用于存储有循环特点的数据，如约瑟夫问题
3.双向链表
1）节点除了存储数据外，还有两个地址分别指向前一个节点地址（前驱指针prev）和下一个节点地址（后继指针next）
2）首节点的前驱指针prev和尾节点的后继指针均指向空地址
3）性能特点：
和单链表相比，存储相同的数据，需要消耗更多的存储空间。
插入、删除操作比单链表效率更高，为O（1）级别
以删除操作为例，删除操作分为2种情况：
- 给定数据值删除对应节点
- 给定节点地址删除节点
对于前一种情况，单链表和双向链表都需要从头到尾进行遍历，从而找到对应节点进行删除。
对于第二种情况，要进行删除操作必须找到前驱节点，单链表需要从头到尾进行遍历直到p->next = q，时间复杂度为O（n），而双向链表可以直接找到前驱节点，时间复杂度为O（1）.
对于一个有序链表，双向链表的按值查询效率要比单链表高一些。
因为我们可以记录上次查找的位置p，每一次查询时，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。
4.双向循环链表
首节点的前驱指针指向尾节点，尾节点的后继指针指向首节点。
四、选择数组还是链表？
