鏈表的相關知識整理

什麼是鏈表

　　鏈表是一種物理存儲單元上非連續、非順序的存儲結構，數據元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接次序實現的。鏈表由一系列結點（鏈表中每一個元素稱為結點）組成，結點可以在運行時動態生成。每個結點包括兩個部分：一個是存儲數據元素的數據域，另一個是存儲下一個結點地址的指針域。

鏈表與數組的區別

　　回憶下數組的概念 ，所謂數組，是相同數據類型的元素按一定順序排列的集合。根據概念我們可以知道數組在記憶體中連續，鏈表不連續；由於不同的存儲方式導致數組靜態分配記憶體，鏈表動態分配記憶體，數組元素在棧區，鏈表元素在堆區；由於數組在記憶體中連續，我們可以利用下標定位，時間複雜度為O(1)，鏈表定位元素時間複雜度O(n)；但是由於數組的連續性數組插入或刪除元素的時間複雜度O(n)，鏈表的時間複雜度O(1)。總結一下，數組和鏈表的區別如下
　　1.數組靜態分配記憶體，鏈表動態分配記憶體
　　2.數組在記憶體中連續，鏈表不連續
　　3.數組元素在棧區，鏈表元素在堆區
　　4.數組利用下標定位，時間複雜度為O(1)，鏈表定位元素時間複雜度O(n)；
　　5.數組插入或刪除元素的時間複雜度O(n)，鏈表的時間複雜度O(1)。

C#實現鏈表的基本操作

　　以單鏈表為例，根據鏈表的定義我們先定義鏈表節點的數據結構

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

        //有參構造函數
        //主要用例實例化需要處理的節點用
        public Node(T item, Node<T> next)
        {
            data = item;
            this.next = next;
        }

        //無參構造函數，用例實例化Node節點
        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; }
        }
    }

　　接下來我們來實現鏈表的操作，構造一個鏈表，在構造鏈表裡我們定一個頭結點的對象，頭結點是個很有用的節點，在後續代碼中就可以慢慢體會到

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

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

 　　1.求鏈表的長度，思路：從頭結點向後訪問，直到最後一個節點，代碼如下

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

 　　2.清空鏈表，這個就比較奧簡單了，直接將頭結點置為null 即可，代碼如下

        public void Clear()
        {
            Head = null;
        }

 　　3.同理判斷鏈表是否為空也要用的頭結點

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

 　　4.在鏈表的末尾添加新元素，添加新元素，需要先判斷鏈表是否為空，如果為空我們要給頭結點賦值，如果不為空需要修改最後一個節點的next指向，代碼如下

       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.在單鏈表的第i個結點的位置前插入一個指定結點，首先需要找到插入的位置，然後修改相鄰節點的指向即可， 代碼如下

        public void Insert(T item, int i)
        {

            if (IsEmpty() || i < 1 || i > GetLength())
            {
                return;
            }
            //如果在第一個位置插入 則只需要將該節點的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.刪除指定節點，先找到要刪除的前一個結點，然後修改該結點的next指向即可  代碼略。。。。

·　　7.鏈表還有刪除、獲取、查找等操作，基本思想都是一樣的，就不一一介紹了

鏈表相關的經典題目

　　1. 求單鏈表中結點的個數
　　2. 將單鏈表反轉
　　3. 查找單鏈表中的倒數第K個結點（k > 0）
　　4. 查找單鏈表的中間結點
　　5. 從尾到頭列印單鏈表
　　6. 已知兩個單鏈表pHead1 和pHead2 各自有序，把它們合併成一個鏈表依然有序
　　7. 判斷一個單鏈表中是否有環
　　8. 判斷兩個單鏈表是否相交
　　9. 求兩個單鏈表相交的第一個節點
　　10. 已知一個單鏈表中存在環，求進入環中的第一個節點
　　11. 給出一單鏈表頭指針pHead和一節點指針pToBeDeleted，O(1)時間複雜度刪除節點pToBeDeleted

好了就擼到這裡，題目是劍指offer里的題目，大家可以解答下，有問題聯繫我