链表

链表

image.png

缺点：查找复杂
有点：定点删除／插入元素

单链表

type ListNode struct {
    Val  int
    Next *ListNode
}

image.png

双向链表

type ListNode struct {
    Val  int
    Prev *ListNode
    Next *ListNode
}

image.png

循环链表

image.png

双向循环链表

image.png

数组与链表的区别

数据存储：数组必须要有连续的内存空间，链表不需要
数据存取特点：插入删除，随机访问时间复杂度正好相反

image.png

示例：LRU缓存淘汰策略

常见的缓存淘汰策略：
先进先出策略 FIFO（First In，First Out）、最少使用策略 LFU（Least Frequently Used）、最近最少使用策略 LRU（Least Recently Used）。

LRU

距离当前最久没有被访问过的数据应该被淘汰

package linked_list2

import (
    "errors"
    "fmt"
    "testing"
)

//链表结构
type ListNode struct {
    data int
    next *ListNode
}

//初始化链表头，下面的所有操作都是基于带头链表
func NewListNode() *ListNode {
    return &ListNode{next: nil}
}

//获取链表的长度
func (l *ListNode) Length() int {
    len := 0
    for l.next != nil {
        len++
        l = l.next
    }
    return len
}

//插入节点
func (l *ListNode) InsertNode(d int) error {
    fmt.Println("InsertNode", d)
    newNode := new(ListNode)

    newNode.data = d

    newNode.next = l.next

    l.next = newNode

    return nil

}

//删除节点
//注意：如果直接操作 l = l.next l的指向会发生变化
//注意：如果直接 temp = l.next ; temp = temp.next 不会对 l 链表有影响
func (l *ListNode) DelNode(d int) {
    if l == nil {
        errors.New("Empty List!")
        return
    }
    for l.next != nil {
        if l.next.data == d {
            l.next = l.next.next
            continue
        }
        l = l.next
    }
}

//遍历链表
func (l *ListNode) ListNode() {
    fmt.Print("range :")
    for l.next != nil {
        fmt.Printf(" %d", l.next.data)
        l = l.next
    }
    fmt.Println("")
}

//获取链表第一个元素
func (l *ListNode) GetFirstNode() *ListNode {
    return l.next
}

//递归单链反转
func ReverseList(pHead, node *ListNode) *ListNode {
    if node.next == nil {
        pHead.next = node
        return node
    }
    n := ReverseList(pHead, node.next)
    if n != nil {
        n.next = node
        node.next = nil
    }
    return node
}

//遍历单链反转方法

func (pHead *ListNode) ReverseListV2() {
    pReversedHead := pHead
    var pNode = pHead.next
    var pPrev *ListNode
    for pNode != nil {
        pNext := pNode.next
        if pNext == nil {
            pReversedHead.next = pNode
        }
        pNode.next = pPrev
        pPrev = pNode
        pNode = pNext
    }
    return
}

func TestLinkedList2(t *testing.T) {
    //新建单链表
    //
    l := NewListNode()
    l.ListNode()
    l.InsertNode(1)
    l.ListNode()
    l.InsertNode(2)
    l.ListNode()
    l.InsertNode(3)
    l.ListNode()
    fmt.Println("first:", l.GetFirstNode().data)

    fmt.Printf("before del l:%p\n", l)
    l.DelNode(2)
    fmt.Printf("after del l:%p\n", l)
    l.ListNode()
}

如何轻松写出正确的链表代码？

技巧一：理解指针或引用的含义

p->next=q

技巧二：警惕指针丢失和内存泄漏

p->next = x;  // 将 p 的 next 指针指向 x 结点；
x->next = p->next;  // 将 x 的结点的 next 指针指向 b 结点；

image.png

插入结点时，一定要注意操作的顺序
删除链表结点时，也一定要记得手动释放内存空间

技巧三：利用哨兵简化实现难度

针对链表的插入、删除操作，需要对插入第一个结点和删除最后一个结点的情况进行特殊处理

插入操作

if (head == null) {
  head = new_node;
}else{
  new_node->next = p->next;
  p->next = new_node;
}

删除操作
iif (head == null) {
  head = new_node;
}else{
  p->next = p->next->next;
}

哨兵也是解决“边界问题”的，不直接参与业务逻辑

带头链表:有哨兵结点的链表
不带头链表:有哨兵结点的链表

技巧四：重点留意边界条件处理

经常用来检查链表代码是否正确的边界条件：

• 如果链表为空时，代码是否能正常工作？
• 如果链表只包含一个结点时，代码是否能正常工作？
• 如果链表只包含两个结点时，代码是否能正常工作？
• 代码逻辑在处理头结点和尾结点的时候，是否能正常工作？

技巧五：举例画图，辅助思考

image.png

技巧六：多写多练，没有捷径

练习：

//Leetcode 206 https://leetcode.com/problems/reverse-linked-list/

type ListNode struct {
    Val  int
    Next *ListNode
}

//翻转链表
func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
    if head == nil {
        return nil
    }
    var prev *ListNode
    next := head.Next
    for next != nil {
        head.Next = prev
        prev = head
        head = next
        next = next.Next
    }
    head.Next = prev
    return head
}

引用：
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%A6%E7%91%9F%E5%A4%AB%E6%96%AF%E9%97%AE%E9%A2%98

极客时间: https://time.geekbang.org/column/article/41149

https://www.jianshu.com/p/b1ab4a170c3c