链表基础知识

1.链表必知必会

什么是链表?

链表是一种通过指针串联在一起的线性结构，每一个节点由两部分组成，一个是数据域一个是指针域（存放指向下一个节点的指针），最后一个节点的指针域指向null（空指针的意思）。

链接的入口节点称为链表的头结点也就是head。

如图所示:

class ListNode:
    def __init__(self, val, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

2.链表的类型

2.1 单链表

单链表中的节点只能指向节点的下一个节点。

2.2 双链表

双链表：每一个节点有两个指针域，一个指向下一个节点，一个指向上一个节点。

双链表 既可以向前查询也可以向后查询。

如图所示：

2.3 循环链表

循环链表，顾名思义，就是链表首尾相连。循环链表可以用来解决约瑟夫环问题。

3.链表的存储方式

数组是在内存中是连续分布的，但是链表在内存中可不是连续分布的。链表是通过指针域的指针链接在内存中各个节点。所以链表中的节点在内存中不是连续分布的 ，而是散乱分布在内存中的某地址上，分配机制取决于操作系统的内存管理。

如图所示：

这个链表起始节点为2， 终止节点为7， 各个节点分布在内存个不同地址空间上，通过指针串联在一起。

4.链表的操作

4.1 删除节点

删除D节点，如图所示：

只要将C节点的next指针 指向E节点就可以了。那有同学说了，D节点不是依然存留在内存里么？只不过是没有在这个链表里而已。是这样的，所以在C++里最好是再手动释放这个D节点，释放这块内存。其他语言例如Java、Python，就有自己的内存回收机制，就不用自己手动释放了。

4.2 添加节点

如图所示：

可以看出链表的增添和删除都是O(1)操作，也不会影响到其他节点。但是要注意，要是删除第五个节点，需要从头节点查找到第四个节点通过next指针进行删除操作，查找的时间复杂度是O(n)。

5. 性能分析

数组在定义的时候，长度就是固定的，如果想改动数组的长度，就需要重新定义一个新的数组。链表的长度可以是不固定的，并且可以动态增删， 适合数据量不固定，频繁增删，较少查询的场景。

本文仅仅作为个人学习记录所用，不用作商业用途，谢谢理解。