用ios实现单向链表

链表的定义

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。由于不必须按顺序存储，链表的插入和删除操作可以达到O(1)的复杂度

链表和数组
链表和数组的区别
  • 数组静态分配内存，链表动态分配内存。
  • 数组在内存中是连续的，链表是不连续的。
  • 数组利用下标定位，查找的时间复杂度是O(1)，链表通过遍历定位元素
  • 查找的时间复杂度是O(N)。
  • 数组插入和删除需要移动其他元素，时间复杂度是O(N)，链表的插入或删
  • 除不需要移动其他元素，时间复杂度是O(1)。

数组的优点

  • 随机访问性比较强，可以通过下标进行快速定位。
  • 查找速度快

数组的缺点

  • 插入和删除的效率低，需要移动其他元素。
  • 会造成内存的浪费，因为内存是连续的，所以在申请数组的时候就必须规定七内存的大小，如果不合适，就会造成内存的浪费。
  • 内存空间要求高，创建一个数组，必须要有足够的连续内存空间。
  • 数组的大小是固定的，在创建数组的时候就已经规定好，不能动态拓展。

链表的优点

  • 插入和删除的效率高，只需要改变指针的指向就可以进行插入和删除。
  • 内存利用率高，不会浪费内存，可以使用内存中细小的不连续的空间，只有在需要的时候才去创建空间。大小不固定，拓展很灵活。

链表的缺点

查找的效率低

单链表
单链表.png

头指针指向头结点；
普通Node即用于数据存储和直接后继指针存储的节点；
尾结点即链表中最后一个节点，其指针域next为空，其后无节点；

//
//  LinkList.m
//  LinkDemo
//
//  Created by 李台辉 on 2021/4/12.
//

#import "LinkList.h"


/// 节点
@interface Node : NSObject
// 保存value
@property (nonatomic, strong) NSObject *ele;
// 指向下一个节点
@property (nonatomic, strong) Node *next;

@end


@implementation Node



- (instancetype)initWithEle:(NSObject *)ele next:(Node *)next{
    if (self = [super init]) {
        _ele = ele;
        _next = next;
    }
    return self;
}

@end



@interface LinkList ()

/// 存链表的头节点
@property (nonatomic, strong) Node *first;

/// 节点个数
@property (nonatomic, assign) NSInteger size;

@end


@implementation LinkList


/// 返回链表节点个数
- (NSInteger)size{
    return _size;
}


- (BOOL)isEmpty{
    return self.size == 0;
}

//获取obj在链表中的索引
- (NSInteger)indexOfObject:(NSObject *)obj{
    Node *node = self.first;
    // 从头节点开始，依次比对 ele
    for (int i = 0; i < self.size; i ++) {
        if ([obj isEqual:node.ele]) return i;
        node = node.next;
    }
    return -1;
}


// 是否包含某个对象
- (BOOL)isContainObject:(NSObject *)obj{
    NSInteger index = [self indexOfObject:obj];
    return index != -1;
}

#pragma - mark 增删改查

// 增
//插入obj到指定位置
- (void)addObject:(NSObject *)obj atIndex:(NSInteger)index{
    if (index <0) {
        NSLog(@"索引不对");
        return;
    }
    if (index > self.size) {
        NSLog(@"索引太大");
        return;
    }
    
    // 添加到头节点
    if (index == 0) {
        // 创建节点，将节点的next 指向当前头节点
        Node *node = [[Node alloc] initWithEle:obj next:self.first];
        
        // 更新头节点
        self.first = node;
    }else{
        // 获取index 前面一个的节点
        Node *preNode =  self.first;
        for (int i = 0; i < index - 1 ; i ++) {
            preNode = preNode.next;
        }
        
        //构建node
        Node *insertNode = [[Node alloc] initWithEle:obj next:preNode.next];
        
        //前一个节点指向插入的节点
        preNode.next = insertNode;
    }
    
    self.size ++ ;
    
}

// 头部
- (void)addObjectToHead:(NSObject *)obj{
    [self addObject:obj atIndex:0];
}

// 尾部
- (void)addObject:(NSObject *)obj{
    [self addObject:obj atIndex:self.size];
}



// 删
- (void)removeObjectAtIndex:(NSInteger)index{
    if (index <0) {
        NSLog(@"索引不对");
        return;
    }
    
    if (index > self.size -1) {
        NSLog(@"越界");
        return;
    }
    
    if (index == 0) {
        self.first = self.first.next;
    }else{
        //获取index前面的一个节点
        Node *preNode =  self.first;
        for (int i = 0; i < index - 1 ; i ++) {
            preNode = preNode.next;
        }
        // 获取index 的下一个节点
        Node *nextNodel = preNode.next.next;

        //前一个节点指向后一个节点
        preNode.next = nextNodel;
    }

    self.size --;
}

// 清空
- (void)clear{
    self.size = 0;
    self.first = nil;
}


/// 改
- (void)setObject:(NSObject *)obj AtIndex:(NSInteger)index{
    //获取index 节点
    Node *node =  self.first;
    for (int i = 0; i < index ; i ++) {
        node = node.next;
    }
    node.ele = obj;
}

/// 查
- (NSObject *)objectAtIndex:(NSInteger)index{
    if (index <0) {
        NSLog(@"索引不对");
        return nil;
    }
    
    if (index > self.size -1) {
        NSLog(@"越界");
        return nil;
    }
    Node *node = self.first;
    for (int i = 0; i < index ; i ++) {
        node = node.next;
    }
    return node.ele;
}



- (NSString *)description{
    NSMutableString *string = [NSMutableString string];
    [string appendString:@"["];
    Node *node = self.first;
    // 遍历链表
    for (int i = 0; i < self.size; i ++ ) {
        [string appendString:[NSString stringWithFormat:@"%@",node.ele]];
        if (i != self.size -1) {
            [string appendString:@","];
        }
        
        //更新当前节点
        node = node.next;
    }
    
    [string appendString:@"]"];
    return string;
}

@end
单链表反转

LeetCode-链表反转

public class ListNode {
    
    public var val: Int
    
    public var next: ListNode?
        
    public init() {
        self.val = 0; self.next = nil;
        
    }
    public init(_ val: Int) {
        self.val = val; self.next = nil;
        
    }
    public init(_ val: Int, _ next: ListNode?) {
        self.val = val; self.next = next;
        
    }
}

递归方式

class Solution {
    
    func reverseList(_ head: ListNode?) -> ListNode? {
        // 空链 或者一个节点
        if (head == nil || head?.next == nil) {
            return head
        }
        // 递归调用
        let newHead = reverseList(head?.next)
        head?.next?.next = head
        head?.next = nil
        return newHead

    }
}

迭代方式

class Solution1 {
 
    func reverseList(_ head: ListNode?) -> ListNode? {
        // 空链 或者一个节点
        if (head == nil || head?.next == nil) {
            return head;
        }

       //保存当前节点指针
       var curr = head
        // 新的头节点指针
       var newHead : ListNode? = nil
        
      // 从当前链表的第一个节点开始循环，直到最后一个节点
       while curr != nil {
           // 临时指针，执行当前节点的下一个节点，以便后面能访问到下一个节点
           let nextTemp = curr?.next
           // 后面节点的next指向前面一个节点
           curr?.next = newHead
           // 更新 newhead
           newHead = curr
           // 当前节点后移
           curr = nextTemp
       }
       return newHead
    }
}
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
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