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作者丨程序員愛做飯
來源丨袁廚的算法小屋（ID：tan45du_me）
前言
有的小夥伴說沒有學過數據結構，對鏈表不是特別瞭解，所以今天我們就來對鏈表進行一個系統的總結，另外大家如果想提高算法思想的話，我建議還是要系統的學一下數據結構的。
閱讀完本文你會有以下收穫
1.知道什麼是鏈表？
2.瞭解鏈表的幾種類型。
3.瞭解鏈表如何構造。
4.鏈表的存儲方式
5.如何遍歷鏈表
6.瞭解鏈表的操作。
7.知道鏈表和數組的不同點
8.掌握鏈表的經典題目。
鏈表的定義：
定義：鏈表是一種遞歸的數據結構，他或者爲空（null），或者是指向一個結點（node）的引用，該結點含有一個泛型的元素和一個指向另一條鏈表的引用。
我們來對其解讀一下，鏈表是一種常見且基礎的數據結構，是一種線性表，但是他不是按線性順序存取數據，而是在每一個節點裏存到下一個節點的地址。我們也可以這樣理解，鏈表是通過指針串聯在一起的線性結構，每一個鏈表結點由兩部分組成，數據域及指針域，鏈表的最後一個結點指向null。也就是我們所說的空指針。
鏈表的幾種類型
我們先來看一下鏈表的可視化表示方法，以便更好的對其理解。
用長方形表示對象
將實例變量的值寫在長方形中；
用指向被引用對象的箭頭表示引用關係。
單鏈表
一個單向鏈表包含兩個值: 當前節點的值和一個指向下一個節點的鏈接。
我們通過上面說到的可視化表示方法，將單鏈表可視化，如圖所示。
雙向鏈表
上面提到了單鏈表的節點只能指向節點的下一個節點。
而雙向鏈表有三個整數值: 數值、向後的節點鏈接、向前的節點鏈接，所以雙鏈表既能向前查詢也可以向後查詢。
還有一個常用的鏈表則爲循環單鏈表，則單鏈表尾部的指針指向頭節點。例如在leetcode61旋轉鏈表中，我們就是先將鏈表閉合成環，找到新的打開位置，並定義新的表頭和表尾。
構造鏈表
java是面嚮對象語言，實現鏈表很容易。我們首先用一個嵌套類來定義節點的抽象數據類型
private class Node{
Item item;
Node next;
}
現在我們需要構造一條含有one,two,three的鏈表，我們首先爲每個元素創造一個節點
Node first = new Node();
Node second = new Node();
Node third = new Node();
將每個節點的item域設爲所需的值
first.item = "one";
second.item = "two";
third.item = "three";
然後我們設置next域來構造鏈表
first.next = second;
second.next = third;
注：此時third的next仍爲null，即被初始化的值。
鏈表的存儲方式
我們知道了如何構造鏈表，我們再來說一下鏈表的存儲方式。
我們都知道數組在內存中是連續分佈的，但是鏈表在內存不是連續分配的。鏈表是通過指針域的指針鏈接內存中的各個節點。
所以鏈表在內存中是散亂分佈在內存中的某地址上，分配機制取決於操作系統的內存管理。我們可以根據下圖來進行理解。
遍歷鏈表
鏈表的遍歷我們通常使用while循環（for循環也可以但是代碼不夠簡潔）下面我們來看一下鏈表的遍歷代碼
for:
for(Node x = first;x!=null;x=x.next){
//處理x.item
}
while:
Node x = first;
while(x!=null){
//處理x.item
x=x.next;
}
鏈表的幾種操作
添加節點
添加節點E，如圖所示
刪除節點
刪除B節點，如圖所示
我們只需將A節點的next指針指向C節點即可。
有的同學可能會有這種疑問，B節點這樣不會留着內存裏嗎？java含有自己的內存回收機制，不用自己手動釋放內存了，但是C++,則需要手動釋放。
我們通過上圖知道了刪除和插入都是O(1)操作。
鏈表和數組的比較
| 插入/刪除操作(時間複雜度) | 查詢（時間複雜度） | 存儲方式 | |
|---|---|---|---|
| 數組 | O(n) | O(1) | 內存連續分佈 |
| 鏈表 | O(1) | O(n) | 內存散亂分佈 |
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