数据结构之链表 - 码农教程

我们学习另一种数据结构 —— 链表。

与数组相似，链表也是一种线性数据结构。这里有一个例子：

正如我们所看到的，链表中的每个元素实际上是一个单独的对象，而所有对象都通过每个元素中的引用字段链接在一起。

链表有两种类型：单链表和双链表。上面给出的例子是一个单链表，这里有一个双链表的例子：

温故而知新，学完这一模块，我们会：

1.了解单链表和双链表的结构；
2.在单链表或双链表中实现遍历、插入和删除；
3.分析在单链表或双链表中的各种操作的复杂度；
4.在链表中使用双指针技巧（快指针慢指针技巧）；
5.解决一些经典问题，例如反转链表；
6.分析你设计的算法的复杂度；
7.积累设计和调试的经验。

单链表中的每个结点不仅包含值，还包含链接到下一个结点的引用字段。通过这种方式，单链表将所有结点按顺序组织起来。、

下面是一个单链表的例子：

蓝色箭头显示单个链接列表中的结点是如何组合在一起的。
下面代码是单链表中结点的典型定义：

// Definition for singly-linked list.
public class SinglyListNode {
    int val;
    SinglyListNode next;
    SinglyListNode(int x) { val = x; }
}

与数组不同，我们无法在常量时间内访问单链表中的随机元素。如果我们想要获得第 i 个元素，我们必须从头结点逐个遍历。我们按索引来访问元素平均要花费 O(N) 时间，其中 N 是链表的长度。

例如，在上面的示例中，头结点是 23。访问第 3 个结点的唯一方法是使用头结点中的“next”字段到达第 2 个结点（结点 6）; 然后使用结点 6 的“next”字段，我们能够访问第 3 个结点。

你可能想知道为什么链表很有用，尽管它在通过索引访问数据时（与数组相比）具有如此糟糕的性能。在接下来的两篇文章中，我们将介绍插入和删除操作，你将了解到链表的好处。

之后，我们将为你提供练习设计自己的单链表。
如果我们想在给定的结点 prev 之后添加新值，我们应该：

1.使用给定值初始化新结点 cur；

2.将 cur 的“next”字段链接到 prev 的下一个结点 next；

3.将 prev 中的“next”字段链接到 cur 。

与数组不同，我们不需要将所有元素移动到插入元素之后。因此，您可以在 O(1) 时间复杂度中将新结点插入到链表中，这非常高效。

让我们在第二个结点 6 之后插入一个新的值 9。

我们将首先初始化一个值为 9 的新结点。然后将结点 9 链接到结点 15。最后，将结点 6 链接到结点 9。

插入之后，我们的链表将如下所示：

众所周知，我们使用头结点来代表整个列表。

因此，在列表开头添加新节点时更新头结点 head 至关重要。

初始化一个新结点 cur；
将新结点链接到我们的原始头结点 head。
将 cur 指定为 head。
例如，让我们在列表的开头添加一个新结点 9。

1.我们初始化一个新结点 9 并将其链接到当前头结点 23。

2.指定结点 9 为新的头结点。