鏈表看這一篇真的就夠了！

袁廚 嵌入式ARM 2月3日

前言

有的小夥伴說沒有學過數據結構，對鏈表不是特別瞭解，因此今天咱們就來對鏈表進行一個系統的總結，另外你們若是想提升算法思想的話，我建議仍是要系統的學一下數據結構的。閱讀完本文你會有如下收穫1.知道什麼是鏈表？2.瞭解鏈表的幾種類型。3.瞭解鏈表如何構造。4.鏈表的存儲方式5.如何遍歷鏈表6.瞭解鏈表的操做。7.知道鏈表和數組的不一樣點8.掌握鏈表的經典題目。

鏈表的定義：

定義：鏈表是一種遞歸的數據結構，他或者爲空（null），或者是指向一個結點（node）的引用，該結點含有一個泛型的元素和一個指向另外一條鏈表的引用。

咱們來對其解讀一下，鏈表是一種常見且基礎的數據結構，是一種線性表，可是他不是按線性順序存取數據，而是在每個節點裏存到下一個節點的地址。咱們也能夠這樣理解，鏈表是經過指針串聯在一塊兒的線性結構，每個鏈表結點由兩部分組成，數據域及指針域，鏈表的最後一個結點指向null。也就是咱們所說的空指針。

鏈表的幾種類型

咱們先來看一下鏈表的可視化表示方法，以便更好的對其理解。

• 用長方形表示對象

• 將實例變量的值寫在長方形中；

• 用指向被引用對象的箭頭表示引用關係。

單鏈表

一個單向鏈表包含兩個值: 當前節點的值和一個指向下一個節點的連接。咱們經過上面說到的可視化表示方法，將單鏈表可視化，如圖所示。

雙向鏈表

上面提到了單鏈表的節點只能指向節點的下一個節點。而雙向鏈表有三個整數值: 數值、向後的節點連接、向前的節點連接，因此雙鏈表既能向前查詢也能夠向後查詢。

還有一個經常使用的鏈表則爲循環單鏈表，則單鏈表尾部的指針指向頭節點。例如在leetcode61旋轉鏈表中，咱們就是先將鏈表閉合成環，找到新的打開位置，並定義新的表頭和表尾。

構造鏈表

java是面嚮對象語言，實現鏈表很容易。咱們首先用一個嵌套類來定義節點的抽象數據類型

private class Node{
  Item item;
  Node next;
}

如今咱們須要構造一條含有one,two,three的鏈表，咱們首先爲每一個元素創造一個節點

Node first = new Node();
Node second = new Node();
Node third = new Node();

將每一個節點的item域設爲所需的值

first.item = "one";
second.item = "two";
third.item = "three";

而後咱們設置next域來構造鏈表

first.next = second;
second.next = third;

注：此時third的next仍爲null，即被初始化的值。

鏈表的存儲方式

咱們知道了如何構造鏈表，咱們再來講一下鏈表的存儲方式。

咱們都知道數組在內存中是連續分佈的，可是鏈表在內存不是連續分配的。鏈表是經過指針域的指針連接內存中的各個節點。

因此鏈表在內存中是散亂分佈在內存中的某地址上，分配機制取決於操做系統的內存管理。咱們能夠根據下圖來進行理解。

遍歷鏈表

鏈表的遍歷咱們一般使用while循環（for循環也能夠可是代碼不夠簡潔）下面咱們來看一下鏈表的遍歷代碼

for:

for(Node x = first;x!=null;x=x.next){
     //處理x.item
}

while:

Node x = first;
while(x!=null){
  //處理x.item
  x=x.next;
}

鏈表的幾種操做

添加節點

添加節點E，如圖所示

刪除節點

刪除B節點，如圖所示

咱們只需將A節點的next指針指向C節點便可。

有的同窗可能會有這種疑問，B節點這樣不會留着內存裏嗎？java含有本身的內存回收機制，不用本身手動釋放內存了，可是C++,則須要手動釋放。

咱們經過上圖知道了刪除和插入都是O(1)操做。

鏈表和數組的比較

	插入/刪除操做(時間複雜度)	查詢（時間複雜度）	存儲方式
數組	O(n)	O(1)	內存連續分佈
鏈表	O(1)	O(n)	內存散亂分佈

鏈表經典題目

咱們上週作了不少鏈表的題目，所有都是在題庫中精挑細選出來的，掌握了那些題目不只可以掌握了鏈表的基本操做，並且還能學到不少算法思想，之後咱們再遇到鏈表的題目就能夠往咱們的框架上靠。

鏈表必會題目：

雙指針思想

老鷹：我要抓走倒數第K個小雞

老鷹：一口氣吃掉一半小雞仔

兜兜轉轉仍是你

碰見

合二爲一

刪除節點

咱們長的像是咱們的錯嗎？

你們完成了這些題目應該就會對鏈表有本身的理解了，對其餘鏈表題目也不會一頭霧水了，你們記得打卡呀。

 

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來源：袁廚的算法小屋，做者：程序員愛作飯

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