青铜挑战——链表的基本问题
⚡️关关难过关关过。第一关：链表的基本问题（java）
☕️内容：1、构造链表；2、链表的增删改查
一、链表介绍
- 在Java中的链表是一种常见的数据结构，用于保存一系列的节点（Node）组成的序列。每个节点包含一个数据元素（数据域）和一个指向下一个节点的引用（指针域），链表中的节点可以通过引用连接在一起，形成一个链式结构。
- 常用的有单链表、双链表，循环链表在Java集合阅读源码的时候经常看到数组、链表、红黑树，因此学习链表对理解底层源码有一定帮助。
二、初始化链表
1、画一个朴实无华的单链表，每一个ListNode都具有数据域和指针域两部分。
2、内部类定义结点
static class ListNode {
public int val;
public ListNode next;
ListNode(int val) {
this.val = val;
next = null;
}
}
3、初始化链表
private static ListNode initLinkedList(int[] array) {
// 头结点和当前结点
ListNode head = null, cur = null;
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
ListNode newNode = new ListNode(array[i]);
if (i == 0) {
head = newNode;
cur = newNode;
} else {
// 这里就是用cur当作一个指针辅助构建链表
cur.next = newNode;
// 每次需要重新指向新的结点
cur = newNode;
}
}
return head;
}
初始化的图如下：
一开始定义head和cur结点指向null，因为此时还没有任何元素。遍历array，每次遍历就new一个新的结点，第一次的时候直接让head指向newNode，在此之后就不需要再动了，cur结点也指向newNode。
当继续往下加结点的时候，cur相当于游标，不断地使上一个结点地next指针指向下一个结点，然后自己指向下一个结点，也就是cur一直重复做下1和2步骤。
三、遍历
就是很简单的利用游标，一开始让他指向头结点，不为空就一直往下遍历，直接上代码。
public static int getListLength(ListNode head) {
int len = 0;
// 定义一个游标指向这个链表
ListNode node = head;
while (node != null) {
len++;
node = node.next;
}
return len;
}
下图就是游标不断向下遍历的过程
四、链表的插入
一共有三类情况
- 头插 时间复杂度（O(1)）
- 表中 时间复杂度（O(n)）
- 尾插 时间复杂度（O(1)）
public static ListNode headAdd(ListNode head, ListNode newNode, int position) {
if (head == null) {
// 这里就是直接将新的结点作为头结点return
return newNode;
}
// 不是空链表的话，看下链表当前长度
int length = getListLength(head);
if (position > length + 1 || position < 1) {
// 为什么是length + 1，如果正好是length + 1的时候，就是尾插
System.out.println("插入位置越界，插入失败");
return head;
}
if (position == 1) {
// 这里千万不要是node = head.next，head.next是第二个结点，head直接就是头结点
newNode.next = head;
// 也可以直接return newNode;因为可以直接认为newNode是头结点了
head = newNode;
return head;
}
// 定义游标在表中或者表尾使用
ListNode pNode = head;
int count = 1;
// 到这里position 至少是2
while (count < position - 1) {
pNode = pNode.next;
count++;
}
newNode.next = pNode.next;
pNode.next = newNode;
return head;
}
头插示图
尾插示图
中间插入
从上图也可以看出为啥先是newNode.next = pNode.next然后是pNode.next = newNode。这里的pNode就像是游标，根据传的position来指向某个结点，通过断开next引用，接收新的结点插进来。
五、链表删除
删除的时间复杂度同插入，也有头删除，中间删除和尾删除，只要画出图来总体来说还是不难的。
/**
* 删除结点
*
* @param head 头结点
* @param position 下标从 1 开始
* @return 删除后的头结点
*/
public static ListNode deleteNode(ListNode head, int position) {
if (head == null) {
return null;
}
int len = getListLength(head);
// 由于链表长度就是len，不能删除（len + 1）处的结点数据
if (position > len || position < 1) {
System.out.println("输入的position有误");
return head;
}
if (position == 1) {
// 直接返回head的next指向的结点就可
return head.next;
} else {
ListNode pNode = head;
int count = 1;
// 此时的position肯定>1,要处理position的结点就要定位到游标指到position-1处
while (count < position - 1) {
pNode = pNode.next;
count++;
}
pNode.next = pNode.next.next;
}
return head;
}
链表的删除非常好理解，从图中得知，我们要删除第二个结点，那么我们position就要定位到头结点，这也是为什我们从中间删除要用count<position-1。接着直接让pNode的next指向它指向的结点的next指向的结点（可能有点绕，看图非常好理解），这样就直接删除中间的结点。
由于插入可以尾插，也就是说比如链表有5个结点，我可以在第6个位序插入，但是删除不可以，我不能删除位序为6的结点（根本不存在）。
六、总结
单链表的定义以及增删改，还是比较容易的，只需要画画图，然后想一想while里面的条件就可以啦。
