链表篇（启）

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链表基础

———— 《代码随想录感悟》

链表类型

1. 链表定义

   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）

   链接的入口节点称为链表的头结点也就是head

2. 单链表：

   该表中的节点只能指向节点的下一个节点

3. 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。 因此既可以向前查询也可以向后查询。

4. 循环链表

即链表首尾相连——可以用来解决约瑟夫环问题

链表存储方式

与数组的不同

数组在内存中是连续分布的，链表在内存是离散的

链表通过指针域的指针链接在内存中的各个节点，因此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

> 各个节点分布在内存中多个不同地址空间上，通过指针串联在一起。

链表的定义

• 手写链表——定义节点

  //单链表
  struct ListNode{
   int val//节点上存储的元素
   ListNode *next;//指向下一个节点的指针
   ListNode(int x):val(),next(NULL){}//节点的构造函数
  };
  

• 在C++中，可以不定义构造函数，但由C++默认生成的构造函数不会初始化任何成员变量——即初始化时不能直接给变量赋值。

• 两种初始化节点的方式

  • ListNode* head = new ListNode(5);
    

  • ListNode* head = new ListNode();
    head->val = 5;
    

链表的操作

删除节点

0. 图解：

即将C节点的next指针指向E节点，最好之后手动释放D节点，释放这块内存（专指C++）

添加节点

即将C节点的next指针指向添加的F指针，F的next指针指向D指针

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$O(n)$。

性能分析