mirror of
https://github.com/chefyuan/algorithm-base.git
synced 2024-11-16 17:13:39 +00:00
152 lines
4.6 KiB
Markdown
152 lines
4.6 KiB
Markdown
# 链表详解
|
||
|
||
阅读完本文你会有以下收获
|
||
|
||
1.知道什么是链表？
|
||
|
||
2.了解链表的几种类型。
|
||
|
||
3.了解链表如何构造。
|
||
|
||
4.链表的存储方式
|
||
|
||
5.如何遍历链表
|
||
|
||
6.了解链表的操作。
|
||
|
||
7.知道链表和数组的不同点
|
||
|
||
8.掌握链表的经典题目。
|
||
|
||
### 链表的定义：
|
||
|
||
> 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。
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
### 链表的几种类型
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
- 用长方形表示对象
|
||
- 将实例变量的值写在长方形中；
|
||
- 用指向被引用对象的箭头表示引用关系。
|
||
|
||
#### 单链表
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
#### 双向链表
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
|
||
|
||
####
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
### 构造链表
|
||
|
||
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
|
||
|
||
```java
|
||
private class Node {
|
||
Item item;
|
||
Node next;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
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
|
||
|
||
```java
|
||
Node first = new Node();
|
||
Node second = new Node();
|
||
Node third = new Node();
|
||
```
|
||
|
||
将每个节点的item域设为所需的值
|
||
|
||
```java
|
||
first.item = "one";
|
||
second.item = "two";
|
||
third.item = "three";
|
||
```
|
||
|
||
然后我们设置next域来构造链表
|
||
|
||
```java
|
||
first.next = second;
|
||
second.next = third;
|
||
```
|
||
|
||
注：此时third的next仍为null，即被初始化的值。
|
||
|
||
### 链表的存储方式
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
|
||
|
||
### 遍历链表
|
||
|
||
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
|
||
|
||
for:
|
||
|
||
```java
|
||
for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
|
||
//处理x.item
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
while:
|
||
|
||
```
|
||
Node x = first;
|
||
while (x!=null) {
|
||
//处理x.item
|
||
x = x.next;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 链表的几种操作
|
||
|
||
#### 添加节点
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
#### 删除节点
|
||
|
||
删除B节点，如图所示
|
||
|
||
|
||
|
||
我们只需将A节点的next指针指向C节点即可。
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
我们通过上图的删除和插入都是O(1)操作。
|
||
|
||
链表和数组的比较
|
||
|
||
| | 插入/删除操作(时间复杂度) | 查询（时间复杂度） | 存储方式 |
|
||
| ---- | ------------------------- | ------------------ | ------------ |
|
||
| 数组 | O(n) | O(1) | 内存连续分布 |
|
||
| 链表 | O(1) | O(n) | 内存散乱分布 |
|
||
|
||
|
||
|