文章目录
- 一、线性表必知必懂的原理
- （一）线性表通俗易懂原理
- 二、线性表对数据的操作
- （一）增加操作（老王插队神操作）
- （二）删除操作（小明取完票让位给老王）
- （三）查找操作
- 三、单链表案例
- （一）案例1：反转链表
- 1、题目描述
- 2、解题思路
- 3、解题代码
- （二）案例2：找出链表的中间节点
- 1、题目描述
- 2、解题思路
- 3、解题代码
- （三）案例3：判断链表是否有环
- 1、题目描述
- 2、解题思路
- 3、解题代码
- 四、链表总结
一、线性表必知必懂的原理
（一）线性表通俗易懂原理
线性表是n个数据元素的有限序列，最常用的是链式表达，通常也叫做线性链表或者链表在链表中存储的数据元素也叫做结点，一个结点存储的就是一条数据记录。
每个结点的结构包括两个部分：
- 1、具体的数据值；
- 2、指向下一个结点的指针。
在链表的最后一个结点，通常会有个头指针用来指向第一个结点
对于链表的最后一个结点，由于在它之后没有下一个结点，因此它的指针是个空指针
假如：小明，小张，小李和小郑在排队卖鸡翅，但是排队就是讲究先来先买的原则，不能插队。小明再购买鸡翅付钱的时候突然没钱了，假设小明和小郑认识，小明需要找到小郑借钱来付上买鸡翅的钱。。。那么小明想要找到小郑，就需要先找到他的下一个结点，一看不是小郑，就继续下一个结点，直到找到为止。
小明是可以找到小郑的，但是小郑就无法找到小明了，也就是说单链表反过来查找是不行的，也被称之为单向链表。
为了弥补单向链表的不足，我们可以对单向链表进行改造：
对于单向链表，把最后一个元素的指针指向第一个元素，就得到了
循环链表。这样小郑就可以查找他自己的next结点，就可以找到小明或者小李等。
由于单向链表一个结点只有指向下一个结点的指针，可以想象一下，是不是也可以修改成每个结点也指向上一个结点，是不是就可以找到自己上一个结点的数据了呢。
我们再增加一个指向上一个结点的指针，这样就得到了
双向链表
当然了，还有更好的办法，那就是把循环链表和双向链表进行结合就得到了双向循环链表。
不管是循环链表还是双向链表，还是双向循环链表，都是在单向链表的基础上加以改造得到的，改造后的链表在操作某种数据的时候可以提高一定的效率，所以单向链表是基础。
二、线性表对数据的操作
对数据的操作无非就是对数据的增删改查。只是不同的结构有着不同的处理逻辑罢了。
（一）增加操作（老王插队神操作）
小明、小张、小李、小郑在排着队取票，突然来了一个老王，老王非常的着急，因为老王马上就要到火车发车的时间了，只好插队了，此时老王跟后面所有的排队的人都打了个招呼，然后大家也都同意他插队进去，那么老王就先去取票了，我们忽略打招呼的过程，重点放在如何插队。
我们先不管如何插入到链表中的，先看图说话。
老王如果想插队必定插入到小明的后面，因为老王在插队的过程中小明此时可能会正在取票呢。
那么插入老王后的数据就是：
整个插入操作也非常的简单，只需要让老王的next指向小张，然后小明再指向老王就ok了。
思考一下？？？？
反过来操作可以吗?
让小明先指向老王，老王的next指向小张。
可以吗？
答案是不可以的，这样的话，小明先指向老王之后，小张以及小张之后的数据会全部丢失的。不信你看：
代码如下：
newNode.next = head.next
head.next = newNode
（二）删除操作（小明取完票让位给老王）
老王要想取到票，还欠一点火候，欠什么呢？需要等待小明取完票，然后离开才可以的。
那么就需要小明离开这个链表，我们通常说删除小明这个结点。
删除操作也比较简单，只需要把前一个结点指向后面的后面的这个结点就ok了。
代码：(直接就可以忽略小明这个结点)
head.next=head.next.next;
（三）查找操作
查找操作我们通常会查两种，第一种是按照位置的序号，第二种是按照值来查找。
例如：
- 查找第3个位置的是谁；
- 查找小张是否还在排队。
在链表中的查找功能是比较弱的，对于链表中的查找，唯一的办法就是一个挨着一个的遍历去对比，对比较着去查找。
时间复杂度也就是O(N)。
三、单链表案例
（一）案例1：反转链表
1、题目描述
反转一个单链表。
示例:
输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL
来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list
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2、解题思路
3、解题代码
class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
if(head==null)
return head;
//定义三个指针暂存后面的或者前面的结点，防止丢失。
ListNode curr,prev,next;
curr=head;
prev=next=null;
while(curr!=null){
next = curr.next;
curr.next = prev;
prev=curr;
curr=next;
}
return prev;
}
}
如果不明白，可以自己画图来试试。
（二）案例2：找出链表的中间节点
1、题目描述
876. 链表的中间结点
难度简单256收藏分享切换为英文关注反馈
给定一个带有头结点 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。
如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。
示例 1：
输入：[1,2,3,4,5]
输出：此列表中的结点 3 (序列化形式：[3,4,5])
返回的结点值为 3 。 (测评系统对该结点序列化表述是 [3,4,5])。
注意，我们返回了一个 ListNode 类型的对象 ans，这样：
ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.
示例 2：
输入：[1,2,3,4,5,6]
输出：此列表中的结点 4 (序列化形式：[4,5,6])
由于该列表有两个中间结点，值分别为 3 和 4，我们返回第二个结点。
提示：
- 给定链表的结点数介于
1和100之间。
https://leetcode-cn.com/problems/middle-of-the-linked-list/
2、解题思路
思路很简单，就是利用两个指针来完成，一个走的比较快的，一个走的比较慢的。
每次快的走2个（next.next），每次慢的走1个节点（next）。
当快等于null时（next.next=null时），停止；
当快的next不为空时，返回慢的next节点。
当快的next为空时，返回慢的当前节点。
3、解题代码
//找出链表中间节点
static public ListNode middleNode(ListNode head) {
if(head==null)
return head;
ListNode fast,//快
slow;//慢
fast=slow=head;
while (fast!=null && fast.next!=null && fast.next.next!=null){
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
}
if(fast.next!=null)
return slow.next;
return slow;
}
（三）案例3：判断链表是否有环
1、题目描述
141. 环形链表
难度简单738收藏分享切换为英文关注反馈
给定一个链表，判断链表中是否有环。
为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。
示例 1：
输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。
示例 2：
输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
示例 3：
输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。
进阶：
你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？
2、解题思路
此题也是可以利用快慢指针来完成的，同样，快指针一次走两步，慢指针一次走一步，如果有环的话，快和慢两个指针早晚会相遇的。那么如果快指针的val等于慢指针的val那么直接返回true即可。
3、解题代码
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
if(head==null)
return false;
ListNode fast,slow;
fast=slow=head;
while (fast!=null && fast.next!=null && fast.next.next!=null){
fast=fast.next.next;
slow=slow.next;
if(fast.val==slow.val)
return true;
}
return false;
}
}
四、链表总结
链表对数据的存储方式是按照顺序的存储。
什么时候用？
- 当数据元素不确定时。
- 当需要经常进行数据的新增和删除时。
链表的反转、快慢指针是高效的操作链表的主要方法，是必须要掌握的内容。
