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Java
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# 链表详解
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阅读完本文你会有以下收获
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1.知道什么是链表？
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2.了解链表的几种类型。
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3.了解链表如何构造。
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4.链表的存储方式
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5.如何遍历链表
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6.了解链表的操作。
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7.知道链表和数组的不同点
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8.掌握链表的经典题目。
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### 链表的定义：
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> 定义：链表是一种递归的数据结构，他或者为空（null），或者是指向一个结点（node）的引用，该结点含有一个泛型的元素和一个指向另一条链表的引用。
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我们来对其解读一下，链表是一种常见且基础的数据结构，是一种线性表，但是他不是按线性顺序存取数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的地址。我们可以这样理解，链表是通过指针串联在一起的线性结构，每一个链表结点由两部分组成，数据域及指针域，链表的最后一个结点指向null。也就是我们所说的空指针。
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### 链表的几种类型
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我们先来看一下链表的可视化表示方法，以便更好的对其理解。
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- 用长方形表示对象
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- 将实例变量的值写在长方形中；
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- 用指向被引用对象的箭头表示引用关系。
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#### 单链表
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一个单向链表包含两个值: 当前节点的值和一个指向下一个节点的链接。
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我们通过上面说到的可视化表示方法，构造单链表的可视化模型，如图所示。
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#### 双向链表
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上面提到了单链表的节点只能指向节点的下一个节点。而双向链表有三个整数值: 数值、向后的节点链接、向前的节点链接，所以双链表既能向前查询也可以向后查询。
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####
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还有一个常用的链表则为循环单链表，则单链表尾部的指针指向头节点。例如在leetcode61旋转链表中，我们就是先将链表闭合成环，找到新的打开位置，并定义新的表头和表尾。
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### 构造链表
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java是面向对象语言，实现链表很容易。我们首先用一个嵌套类来定义节点的抽象数据类型
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```java
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private class Node {
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Item item;
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Node next;
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}
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```
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现在我们需要构造一条含有one,two,three的链表，我们首先为每个元素创造一个节点
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```java
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Node first = new Node();
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Node second = new Node();
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Node third = new Node();
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```
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将每个节点的item域设为所需的值
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```java
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first.item = "one";
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second.item = "two";
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third.item = "three";
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```
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然后我们设置next域来构造链表
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```java
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first.next = second;
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second.next = third;
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```
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注：此时third的next仍为null，即被初始化的值。
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### 链表的存储方式
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我们知道了如何构造链表，我们再来说一下链表的存储方式。
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我们都知道数组在内存中是连续分布的，但是链表在内存不是连续分配的。链表是通过指针域的指针链接内存中的各个节点。
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所以链表在内存中是散乱分布在内存中的某地址上，分配机制取决于操作系统的内存管理。我们可以根据下图来进行理解。
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### 遍历链表
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链表的遍历我们通常使用while循环（for循环也可以但是代码不够简洁）下面我们来看一下链表的遍历代码
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for:
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```java
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for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
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//处理x.item
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}
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```
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while:
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```
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Node x = first;
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while (x!=null) {
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//处理x.item
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x = x.next;
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}
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```
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### 链表的几种操作
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#### 添加节点
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#### 删除节点
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删除B节点，如图所示
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我们只需将A节点的next指针指向C节点即可。
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有的同学可能会有这种疑问，B节点这样不会留着内存里吗？java含有自己的内存回收机制，不用自己手动释放内存了，但是C++,则需要手动释放。
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我们通过上图的删除和插入都是O(1)操作。
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链表和数组的比较
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| | 插入/删除操作(时间复杂度) | 查询（时间复杂度） | 存储方式 |
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| ---- | ------------------------- | ------------------ | ------------ |
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| 数组 | O(n) | O(1) | 内存连续分布 |
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| 链表 | O(1) | O(n) | 内存散乱分布 |
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