ลิงค์ลิสต์ (Linked List) โครงสร้างข้อมูล ลิงค์ลิสต์ (Linked List)

ลิงค์ลิสต์ (Linked List) เป็นการจัดเก็บชุดข้อมูลเชื่อมโยงต่อเนื่องกันไปตามลำดับ โครงสร้างข้อมูลแบบลิงค์ลิสต์จะประกอบไปด้วยส่วนที่เรียกว่าสมาชิก ( Node) ส่วนเก็บข้อมูล (Data) และตำแหน่งของสมาชิกตัวถัดไป (Link) อาร์เรย์(Array) ลิงค์ลิสต์(Linked List)

โครงสร้างข้อมูลลิงค์ลิสต์ (Linked List) การแทนลิงค์ลิสต์ ในพื้นที่หน่วยความ

โครงสร้างข้อมูลลิงค์ลิสต์

โครงสร้างของโหนด

คุณสมบัติของลิงค์ลิสต์ ลิงค์ลิสต์จะใช้เฮดพอยน์เตอร์ (pHead)เป็นตัวชี้ไปยังโหนดแรกของลิสต์ ในขณะที่พอยน์เตอร์หรือลิงค์ของแต่ละโหนดก็จะเชื่อมโยงลิงค์ไปยังโหนดตัวถัดไปโดยโหนดตัวสุดท้ายที่ไม่มีลิงค์ให้เชื่อมต่อจะถูกกำหนดค่าให้เป็น null ซึ่งในที่นี้ใช้สัญลักษณ์ แทน โหนดของข้อข้อมูลจะประกอบไปด้วย Data และ Link โดย Data คือข้อมูลหรือสารสนเทศที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ Link คือตัวชี้หรือพอยน์เตอร์ที่ใช้สำหรับเชื่อมโยงไปยังโหนดถัดไป ไม่มีความสัมพันธ์ทางการภาพระหว่างโหนด ข้อมูลที่จัดเก็บภายในหน่วยความจำไม่จำเป็นต้องอยู่ติดกัน กรณีที่เฮดพอยน์เตอร์ไม่มีตัวชี้หรือไม่มีสมาชิก เฮดพอยน์เตอร์จะถูกกำหนดค่าเป็น null ซึ่งหมายถึงลิสต์ว่างนั่นเอง

ข้อดีของลิงค์ลิสต์ เป็นโครงสร้างที่ง่ายต่อการเพิ่มหรือลบข้อมูล ไม่จำเป็นต้องขยับอิลิเมนต์ของลิสต์ไปข้างหน้าเพื่อให้เกิดพื้นที่ว่าง ในกรณีที่มีการลบอิลิเมนต์ตรงส่วนหน้าหรือส่วนกลางของลิสต์เช่นเดียวกับอาร์เรย์ ใช้พื้นที่หน่วยความจำได้เต็มประสิทธิภาพ เนื่องจากหากข้อมูลภายในลิสต์มีน้อยก็ใช้น้อย ซึ่งผิดกับอาร์เรย์ที่ต้องสูญเสียพื้นที่ไปในทันที ถึงแม้จะไม่มีข้อมูลภายในลิสต์ก็ตาม

อัลกอริธึมของลิงค์ลิสต์ จะมีฟังก์ชันการดำเนินงานบนลิงค์ลิสต์ 10 ฟังก์ชันด้วยกัน

Create List เป็นการสร้าง Head ของลิงค์ลิสต์

Insert Node การแทรกโหนด ขั้นตอนในการแทรกโหนด จัดสรรหน่วยความจำสำหรับโหนดใหม่พร้อมกับข้อมูล กำหนดตัวชี้ให้กับลิงค์ฟิลด์ของโหนดใหม่ นำตัวชี้ที่อยู่ก่อนหน้าโหนดใหม่ชี้มายังโหนดใหม่ ในการแทรกโหนดเพิ่มเข้าไปในลิสต์สามารถทำได้ 4 รูปแบบคือ การแทรกโหนดในลิสต์ว่าง การแทรกโหนดที่ตำแหน่งแรก การแทรกโหนดตรงส่วนกลางของลิสต์ การแทรกโหนดที่ท้ายลิสต์

การแทรกโหนดในลิสต์ว่าง (Insert into Empty List)

การแทรกโหนดที่ตำแหน่งแรก (Insert at Beginning)

การแทรกโหนดตรงส่วนกลางของลิสต์ (Insert in Middle)

การแทรกโหนดที่ท้ายลิสต์ (Insert at End)

การลบโหนด (Delete Node) อัลกอริธึมการลบโหนดออกจากลิสต์ นอกจากจะนำโหนดที่ถูกลบส่งคนแก่หน่วยความจำระบบเพื่อจะได้นำไปใช้งานอื่นต่อไปแล้วยังต้องมีการปรับเปลี่ยนตัวชี้ใหม่ด้วย

การลบโหนดแรกที่ตำแหน่งแรก (Delete First Node)

การลบโหนดโดยทั่วไป (General Delete Case)

Linked List Operation Retrieve Node เป็นการดึงข้อมูลตัวที่ต้องการจากลิงค์ลิสต์ โดยค่าในลิงค์ลิสต์นั้นยังคงเดิม Empty List เป็นการตรวจสอบว่าลิงค์ลิสต์นั้นไม่มีข้อมูล ใด ๆ เก็บไว้ใช่หรือไม่ Full List เป็นการตรวจสอบว่าลิงค์ลิสต์นั้นมีข้อมูลเก็บอยู่เต็มตามข้อกำหนดใช่หรือไม่ List Count เป็นการนับจำนวนข้อมูลที่เก็บอยู่ในลิงค์ลิสต์ ซึ่งจะเสียเวลาในการทำงานมาก ดังนั้นจึงควรเก็บจำนวน ข้อมูลในลิงค์ลิสต์ไว้ด้วยเมื่อมีการเพิ่มหรือลบข้อมูล Traverse List เป็นการท่องไปในทุกโหนดของลิงค์ลิสต์ Destroy List เป็นการคืนพื้นที่หน่วยความจำ Search List เป็นการค้นหาข้อมูลในลิสต์

ลิงค์ลิสต์ชนิดอื่นๆ (Others Linked Lists) เซอร์คูลาร์ลิงค์ลิสต์ (Circular-Linked List) ดับเบิลลิงค์ลิสต์ (Double-Linked List) มัลติลิงค์ลิสต์ (Multilinked List)

เซอร์คูลาร์ลิงค์ลิสต์ (Circular-Linked List) หมายถึง ลิงค์ลิสต์ที่โหนดสุดท้ายสามารถวกกลับมาที่โหนดแรกได้ ดังเช่นตัวอย่างต่อไปนี้

ดับเบิลลิงค์ลิสต์ (Double-Linked List) หมายถึง ลิงค์ลิสต์ที่ทุกโหนดสามารถวกกลับมาที่โหนดก่อนหน้าของตนเองได้ ดังเช่นตัวอย่างต่อไปนี้

มัลติลิงค์ลิสต์ (Multilinked List) หมายถึง ลิงค์ลิสต์ที่สามารถเข้าถึงข้อมูลได้มากกว่า 1 คีย์ ดังเช่นตัวอย่างต่อไปนี้