初始链表
相比数组，链表是一种稍微复杂一点的数据结构。
从底层的存储结构上对比来看。从下图中我们看到，数组需要一块连续的内存空间来存储，对内存的要求比较高。如果我们申请一个 100MB 大小的数组，当内存中没有连续的、足够大的存储空间时，即便内存的剩余总可用空间大100MB，仍然会申请失败。而链表恰恰相反，它并不需要一块连续的内存空间，它通过“指针”将一组零散的内存块串联起来使用，所以如果我们申请的是 100MB 大小的链表，根本不会有问题
单链表
链表通过指针将一组零散的内存块串联在一起。其中，我们把内存块称为链表的“结点”。为了将所有的结点串起来，每个链表的结点除了存储数据之外，还需要记录链上的下一个结点的地址。如图所示，我们把这个记录下个结点地址的指针叫作后继指针 next。
从上图可以看出有两个结点是比较特殊的，分别是第一个结点和最后一个结点。我们习惯性地把第一个结点叫作头结点，把最后一个结点叫作尾结点。其中，头结点用来记录链表的基地址。有了它，我们就可以遍历得到整条链表。而尾结点特殊的地方是：指针不是指向下一个结点，而是指向一个空地址 NULL，表示这是链表上最后一个结点。
与数组一样，链表也支持数据的查找、插入和删除操作。
针对链表的插入和删除操作，我们只需要考虑相邻结点的指针改变，所以对应的时间复杂度是 O(1)。如下图：
但是，链表要想随机访问第 k 个元素，就没有数组那么高效。因为链表中的数据并非连续存储的，所以无法像数组那样，根据首地址和下标，通过寻址公式就能直接计算出对应的内存地址，而是需要根据指针一个结点一个结点地依次遍历，直到找到相应的结点。时间复杂度为 O(n) 。
循环链表
循环链表是一种特殊的单链表。实际上它跟单链表唯一的区别就在尾结点。单链表的尾结点指针指向空地址，表示这就是最后的结点了。而循环链表的尾结点指针是指向链表的头结点。如下图：
双向链表
单向链表只有一个方向，结点只有一个后继指针 next 指向后面的结点。而双向链表，它支持两个方向，每个结点不止有一个后继指针 next 指向后面的结点，还有一个前驱指针 prev 指向前面的结点。
双向链表需要额外的两个空间来存储后继结点和前驱结点的地址。所以，如果存储同样多的数据，双向链表要比单链表占用更多的内存空间。虽然两个指针比较浪费存储空间，但可以支持双向遍历，这样也带来了双向链表操作的灵活性。
单双链表常见练习题
- 单链表双链表如何反转
单链表反转
public class Node {
private Node next;
private int value;
public Node(int data) {
this.value = data;
}
public static Node reverseLinkedList(Node head) {
Node next = null;
Node pre = null;
while (head != null) {
next = head.next;
head.next = pre;
pre = head;
head = next;
}
return pre;
}
}
双链表反转
public class DoubleNode {
private DoubleNode pre;
private DoubleNode next;
private int value;
public DoubleNode(int value) {
this.value = value;
}
public static DoubleNode reverseDoubleNode(DoubleNode head) {
DoubleNode pre = null;
DoubleNode next = null;
while (head != null) {
next = head.next;
head.next = pre;
head.pre = next;
pre = head;
head = next;
}
return pre;
}
}
- 把链表中的给定值都删除
public class Node {
private Node next;
private int value;
public Node(int data) {
this.value = data;
}
public static Node removeValue(Node head, int num) {
//获取到第一个不等于num节点
while (head != null) {
if (head.value != num) {
break;
}
head = head.next;
}
Node pre = head;
Node cur = head;
while (cur != null) {
if (cur.value == num) {
pre.next = cur.next;
} else {
pre = cur;
}
cur = cur.next;
}
return head;
}
}
