数据结构——链表

链表的特点

所谓链表，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。 相比于线性表顺序结构，操作复杂。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。
链表:链表存储区间离散，占用内存比较宽松，故空间复杂度很小，但时间复杂度很大，达O（N）。链表的特点是：查询相对于数组困难，增加和删除容易。

链表声明

public class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    public ListNode(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
    }
}

链表的添加

public void insertList(ListNode head, int val) {
    ListNode tempNode = new ListNode(val);
    if (head == null) {
        head = tempNode;
    }else {
        ListNode p = head;
        while (p.next != null) {
            p = p.next;
        }
        p.next = tempNode;
    }
}

链表的删除

public void deleteListNode(ListNode head, int val) {
    if (head ==null) return;//为了鲁棒性
    if (head.val == val) {//头节点为要删除节点
        head = head.next;
    } else {
        ListNode p = head;
        //删除节点需要知道前一个节点，所以判断p.next.val是不是和目标相等
        while (p.next !=null && p.next.val != val) {
            p = p.next;
        }
        if (p.next !=null) {
            p.next = p.next.next;//删除节点
        }
    }
}

从尾到头打印链表

方法1：使用栈结构

public void printList1(ListNode head) {
    if (head == null) return;
    Stack<ListNode> stack = new Stack<ListNode>();
    ListNode p = head;
    while (p != null) {
        stack.push(p);
        p = p.next;
    }
    while (!stack.isEmpty()) {
        p = stack.pop();
        System.out.print(p.val+" ");
    }
}

方法2：递归

public void printList2 (ListNode head) {
    if (head != null) {
        if (head.next != null) {
            printList2(head.next);
        }
        System.out.print(head.val+" ");
    }
}

反转单链表

public ListNode reverseList (ListNode head) {
    ListNode pre = null;
    ListNode next;
    while (head != null) {
        next = head.next;
        head.next = pre;
        pre = head;
        head = next;
    }
    return pre;
}

反转双链表

public class DoubleNode {
    public int val;
    public DoubleNode pre;
    public DoubleNode next;
    public DoubleNode (int val){
        this.val=val;
    }
}
public Node reverseList(Node head){
    DoubleNode pre=null;
    DoubleNode next=null;
    while(head!=null){
        //反转第一个节点
        next=head.next;//记录下一个节点
        head.next=pre;//反转当前节点:next指针指向上一个节点
        head.pre=next;//反转当前节点:pre指针指向下一个节点
        pre=head;//记录当前节点为下一个节点的pre
        head=next;//移动到下一个节点
    }
    return pre;//返回新头节点
}