链表的相关知识整理

Posted 2020-09-21 kingsdesign

链表的相关知识整理

什么是链表

　　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。

链表与数组的区别

　　回忆下数组的概念 ，所谓数组，是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合。根据概念我们可以知道数组在内存中连续，链表不连续；由于不同的存储方式导致数组静态分配内存，链表动态分配内存，数组元素在栈区，链表元素在堆区；由于数组在内存中连续，我们可以利用下标定位，时间复杂度为O(1)，链表定位元素时间复杂度O(n)；但是由于数组的连续性数组插入或删除元素的时间复杂度O(n)，链表的时间复杂度O(1)。总结一下，数组和链表的区别如下
　　1.数组静态分配内存，链表动态分配内存
　　2.数组在内存中连续，链表不连续
　　3.数组元素在栈区，链表元素在堆区
　　4.数组利用下标定位，时间复杂度为O(1)，链表定位元素时间复杂度O(n)；
　　5.数组插入或删除元素的时间复杂度O(n)，链表的时间复杂度O(1)。

C#实现链表的基本操作

　　以单链表为例，根据链表的定义我们先定义链表节点的数据结构

    public class Node<T>
    {
        private T data;
        private Node<T> next;

        //有参构造函数
        //主要用例实例化需要处理的节点用
        public Node(T item, Node<T> next)
        {
            data = item;
            this.next = next;
        }

        //无参构造函数，用例实例化Node节点
        public Node()
        {
            data = default(T);
            next = null;
        }

        public Node<T> Next
        {
            get { return next; }
            set { this.next = value; }
        }

        public T Data
        {
            get { return data; }
            set { this.data = value; }
        }
    }

　　接下来我们来实现链表的操作，构造一个链表，在构造链表里我们定一个头结点的对象，头结点是个很有用的节点，在后续代码中就可以慢慢体会到

    public class MyLinkList<T>
    {
       public Node<T> Head { get; set; }

        //构造器  
        public MyLinkList()
        {
            Head = null;
        }
    }

 　　1.求链表的长度，思路：从头结点向后访问，直到最后一个节点，代码如下

       public int Length()
        {
            var p = Head;
            int len = 0;
            while (p != null)
            {
                ++len;
                p = p.Next;
            }
            return len;
        }

 　　2.清空链表，这个就比较奥简单了，直接将头结点置为null 即可，代码如下

        public void Clear()
        {
            Head = null;
        }

 　　3.同理判断链表是否为空也要用的头结点

        public bool IsEmpty()
        {
            if (Head == null)
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }

 　　4.在链表的末尾添加新元素，添加新元素，需要先判断链表是否为空，如果为空我们要给头结点赋值，如果不为空需要修改最后一个节点的next指向，代码如下

       public void Append(T item)
        {

            if (Head == null)
            {
                Head = new Node<T>(item, null);
                return;
            }
            var p = new Node<T>();
            p = Head;
            while (p.Next != null)
            {
                p = p.Next;
            }
            p.Next = new Node<T>(item, null);
        }

 　　5.在单链表的第i个结点的位置前插入一个指定结点，首先需要找到插入的位置，然后修改相邻节点的指向即可， 代码如下

        public void Insert(T item, int i)
        {

            if (IsEmpty() || i < 1 || i > GetLength())
            {
                return;
            }
            //如果在第一个位置插入 则只需要将该节点的next 指向head即可
            if (i == 1)
            {
                var first = new Node<T>(item, null);
                first.Next = Head;
                Head = first;
                return;
            }

            var p = new Node<T>();
            p = Head;
            var left = new Node<T>();
            var right = new Node<T>();
            int j = 1;
            while (p.Next != null && j < i)
            {
                left = p;
                right = p.Next;
                ++j;
            }
            var q = new Node<T>(item, null);
            left.Next = q;
            q.Next = right;
        }

 　　6.删除指定节点，先找到要删除的前一个结点，然后修改该结点的next指向即可  代码略。。。。

·　　7.链表还有删除、获取、查找等操作，基本思想都是一样的，就不一一介绍了

链表相关的经典题目

　　1. 求单链表中结点的个数
　　2. 将单链表反转
　　3. 查找单链表中的倒数第K个结点（k > 0）
　　4. 查找单链表的中间结点
　　5. 从尾到头打印单链表
　　6. 已知两个单链表pHead1 和pHead2 各自有序，把它们合并成一个链表依然有序
　　7. 判断一个单链表中是否有环
　　8. 判断两个单链表是否相交
　　9. 求两个单链表相交的第一个节点
　　10. 已知一个单链表中存在环，求进入环中的第一个节点
　　11. 给出一单链表头指针pHead和一节点指针pToBeDeleted，O(1)时间复杂度删除节点pToBeDeleted

 

好了就撸到这里，题目是剑指offer里的题目，大家可以解答下，有问题联系我