【蓝桥杯入门不入土】变幻莫测的链表

一：链表的类型

单链表

什么是链表，链表是一种通过指针串联在一起的线性结构，每一个节点由两部分组成，一个是数据域一个是指针域（存放指向下一个节点的指针），最后一个节点的指针域指向null（空指针的意思）。

链表的入口节点称为链表的头结点也就是head。

如图所示：

双链表

单链表中的指针域只能指向节点的下一个节点。

双链表：每一个节点有两个指针域，一个指向下一个节点，一个指向上一个节点。

双链表 既可以向前查询也可以向后查询。

如图所示：

循环链表

循环链表，顾名思义，就是链表首尾相连。

循环链表可以用来解决约瑟夫环问题。

二：链表的存储方式

了解完链表的类型，再来说一说链表在内存中的存储方式。

数组是在内存中是连续分布的，但是链表在内存中可不是连续分布的。

链表是通过指针域的指针链接在内存中各个节点。

所以链表中的节点在内存中不是连续分布的 ，而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。

如图所示：

这个链表起始节点为2， 终止节点为7， 各个节点分布在内存的不同地址空间上，通过指针串联在一起。

三：链表的定义

public class ListNode {// 结点的值int val;// 下一个结点ListNode next;// 节点的构造函数(无参)public ListNode() {}// 节点的构造函数(有一个参数)public ListNode(int val) {this.val = val;}// 节点的构造函数(有两个参数)public ListNode(int val, ListNode next) {this.val = val;this.next = next;}
}

删除节点

删除D节点，如图所示：

只要将C节点的next指针 指向E节点就可以了。

添加节点

如图所示：

可以看出链表的增添和删除都是O(1)操作，也不会影响到其他节点。

但是要注意，要是删除第五个节点，需要从头节点查找到第四个节点通过next指针进行删除操作，查找的时间复杂度是O(n)。

四：实战练习

1.设计链表

力扣链接

设计链表的实现。您可以选择使用单链表或双链表。单链表中的节点应该具有两个属性：val 和 next。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。如果要使用双向链表，则还需要一个属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点都是 0-index 的。

在链表类中实现这些功能：

get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。

addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。

addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。

addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果

index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。

deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。

示例：

MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
linkedList.addAtHead(1);
linkedList.addAtTail(3);
linkedList.addAtIndex(1,2); //链表变为1-> 2-> 3
linkedList.get(1); //返回2
linkedList.deleteAtIndex(1); //现在链表是1-> 3
linkedList.get(1); //返回3

//单链表
class ListNode {int val;ListNode next;ListNode(){}ListNode(int val) {this.val=val;}
}
class MyLinkedList {//size存储链表元素的个数int size;//虚拟头结点ListNode head;//初始化链表public MyLinkedList() {size = 0;head = new ListNode(0);}//获取第index个节点的数值，注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点public int get(int index) {//如果index非法，返回-1if (index < 0 || index >= size) {return -1;}ListNode currentNode = head;//包含一个虚拟头节点，所以查找第 index+1 个节点for (int i = 0; i <= index; i++) {currentNode = currentNode.next;}return currentNode.val;}//在链表最前面插入一个节点，等价于在第0个元素前添加public void addAtHead(int val) {addAtIndex(0, val);}//在链表的最后插入一个节点，等价于在(末尾+1)个元素前添加public void addAtTail(int val) {addAtIndex(size, val);}// 在第 index 个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。// 如果 index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点// 如果 index 大于链表的长度，则返回空public void addAtIndex(int index, int val) {if (index > size) {return;}if (index < 0) {index = 0;}size++;//找到要插入节点的前驱ListNode pred = head;for (int i = 0; i < index; i++) {pred = pred.next;}ListNode toAdd = new ListNode(val);toAdd.next = pred.next;pred.next = toAdd;}//删除第index个节点public void deleteAtIndex(int index) {if (index < 0 || index >= size) {return;}size--;if (index == 0) {head = head.next;return;}ListNode pred = head;for (int i = 0; i < index ; i++) {pred = pred.next;}pred.next = pred.next.next;}
}

2. 移除链表元素

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给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

示例 1：

输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

示例 2：

输入：head = [], val = 1
输出：[]

也可以用迭代的方法删除链表中所有节点值等于特定值的节点。

用temp表示当前节点。如果temp的下一个节点不为空且下一个节点的节点值等于给定的val，则需要删除下一个节点。删除下一个节点可以通过以下做法实现:
temp.nect = temp.neat.next
如果temp的下一个节点的节点值不等于给定的val，则保留下一个节点，将temp移动到下一个节点即可。

当temp的下一个节点为空时，链表遍历结束，此时所有节点值等于val的节点都被删除。

具体实现方面，由于链表的头节点head有可能需要被删除，因此创建哑节点dummgHead，令dummgHead.next = head，初始化 temp = dummyHead，然后遍历链表进行删除操作。最终返回dummyHead.next 即为删除操作后的头节点。

class Solution {public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {ListNode dummyHead = new ListNode(0);dummyHead.next = head;ListNode temp = dummyHead;while (temp.next != null) {if (temp.next.val == val) {temp.next = temp.next.next;} else {temp = temp.next;}}return dummyHead.next;}
}

最后说一句

感谢大家的阅读，文章通过网络资源与自己的学习过程整理出来，希望能帮助到大家。

才疏学浅，难免会有纰漏，如果你发现了错误的地方，可以提出来，我会对其加以修改。