一阵幸、鏈表的定義
鏈表是一種遞歸的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)捕仔，是一種線性結(jié)構(gòu)堤尾，但是并不會(huì)按線性的順序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)服赎，而是在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)里存到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針(Pointer)啰劲，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)鏈表并不像數(shù)組那樣將數(shù)組存儲(chǔ)在一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存地址空間里梁沧，它們可以不是連續(xù)的因?yàn)樗麄兠總€(gè)節(jié)點(diǎn)保存著下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的引用（地址）
二、鏈表的類(lèi)型
單鏈表
- 1蝇裤、定義
單鏈表(又稱單向鏈表)是鏈表中的一種廷支，其特點(diǎn)是鏈表的鏈接方向是單向的，對(duì)鏈表的訪問(wèn)要從頭部(head)開(kāi)始栓辜，然后依次通過(guò)next指針讀取下一個(gè)節(jié)點(diǎn)恋拍。
- 2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
單鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為兩部分：數(shù)據(jù)域和指針域藕甩，數(shù)據(jù)域存儲(chǔ)數(shù)據(jù)施敢，指針域指向下一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的地址。注意: 單向鏈表只可向一個(gè)方向進(jìn)行遍歷
- 3狭莱、節(jié)點(diǎn)代碼描述
//(Kotlin描述)
class LinkedNode(var value: Int) {
var next: LinkedNode? = null //指向下一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的next指針
}
//(Java描述)
public class LinkedNode {
int value;
LinkedNode next; //指向下一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的next指針
public LinkedNode(int value) {
this.value = value;
}
}
雙鏈表
- 1僵娃、定義
雙鏈表(又稱雙向鏈表)，是鏈表中一種腋妙，與單鏈表不同的是它的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)指針默怨，分別指向直接后繼節(jié)點(diǎn)和直接前驅(qū)節(jié)點(diǎn)；所以辉阶，從雙鏈表中的任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)開(kāi)始先壕，都可以很方便地訪問(wèn)它的前驅(qū)結(jié)點(diǎn)和后繼結(jié)點(diǎn)。
- 2谆甜、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
雙鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為三部分：prev指針域垃僚、數(shù)據(jù)域和next指針域，prev指針域指向上一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的地址(也即指向直接前驅(qū)節(jié)點(diǎn)),數(shù)據(jù)域存儲(chǔ)數(shù)據(jù)规辱，next指針域指向下一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的地址(也即指向直接后繼節(jié)點(diǎn))谆棺。注意: 單向鏈表可向兩個(gè)方向進(jìn)行遍歷,分別為正序和逆序遍歷
- 3、節(jié)點(diǎn)代碼描述
//(Kotlin描述)
class LinkedNode(var value: Int) {
var prev: LinkedNode? = null //指向上一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的prev指針
var next: LinkedNode? = null //指向下一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的next指針
}
//(Java描述)
public class LinkedNode {
int value;
LinkedNode prev; //指向上一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的prev指針
LinkedNode next; //指向下一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的next指針
public LinkedNode(int value) {
this.value = value;
}
}
單向循環(huán)鏈表
- 1、定義
單向循環(huán)鏈表改淑，只是在單鏈表的基礎(chǔ)上碍岔，它的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)不再為null而是指向頭結(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)環(huán)朵夏。并且在節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)上和單鏈表是一樣的蔼啦。因此，從單向循環(huán)鏈表中的任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)出發(fā)都能找到任何其他結(jié)點(diǎn)仰猖。
- 2捏肢、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
雙向循環(huán)鏈表
- 1、定義
雙向循環(huán)鏈表饥侵，只是在雙鏈表的基礎(chǔ)鸵赫，它的頭節(jié)點(diǎn)的prev指針不再為null，而是直接指向它的尾節(jié)點(diǎn)躏升；它的尾節(jié)點(diǎn)的next指針不再為null辩棒，而是直接指向它的頭節(jié)點(diǎn)。
- 2膨疏、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
三一睁、鏈表的特點(diǎn)
- 1、在內(nèi)存中不是連續(xù)的內(nèi)存地址空間成肘，它只是一種邏輯上的線性連續(xù)結(jié)構(gòu)卖局。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都含有指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的next指針(可能指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)或null)
- 2斧蜕、鏈表在節(jié)點(diǎn)的刪除和增加有著很高效率双霍，基本是O(1)常數(shù)級(jí)的時(shí)間效率，而順序表實(shí)現(xiàn)刪除和增加操作則是線性級(jí)O(n)的時(shí)間效率批销。所以一般用于用于元素節(jié)點(diǎn)頻繁刪除和增加
- 3洒闸、而對(duì)于鏈表的查找和獲得第K個(gè)鏈表中節(jié)點(diǎn)，往往需要采用遍歷的方式實(shí)現(xiàn)均芽，所以一般需要O(n)的時(shí)間效率
- 4丘逸、鏈表長(zhǎng)度是可變的，也就意味著在內(nèi)存空間足夠范圍內(nèi)掀宋，鏈表長(zhǎng)度可以無(wú)限擴(kuò)大深纲。而順序表則一般是固定的，當(dāng)超出長(zhǎng)度的時(shí)候則會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容劲妙。
四湃鹊、鏈表的基本操作
鏈表的構(gòu)造
我們知道一個(gè)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型的變量就可以表示一條鏈表，只要保證對(duì)應(yīng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的next指針能夠指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)即可或指向null(表示鏈表最后一個(gè)節(jié)點(diǎn))
- 1镣奋、單鏈表的構(gòu)造
//鏈表結(jié)構(gòu)定義
class LinkedNode(var value: Int) {
var next: LinkedNode? = null
}
//鏈表的構(gòu)造
fun main(args: Array<String>) {
val node1 = LinkedNode(value = 1)//創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)1
val node2 = LinkedNode(value = 2)//創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)2
val node3 = LinkedNode(value = 3)//創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)3
node1.next = node2//通過(guò)node1的next指針指向node2币呵，把node1和node2連接起來(lái)
node2.next = node3//通過(guò)node2的next指針指向node3，把node2和node3連接起來(lái)
}
- 2侨颈、雙鏈表的構(gòu)造
class LinkedNode(var value: Int) {
var prev: LinkedNode? = null
var next: LinkedNode? = null
}
fun main(args: Array<String>) {
val node1 = LinkedNode(value = 1)//創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)1 此時(shí)的prev,next均為null
val node2 = LinkedNode(value = 2)//創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)2 此時(shí)的prev,next均為null
val node3 = LinkedNode(value = 3)//創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)3 此時(shí)的prev,next均為null
node1.next = node2 //node1的next指針指向直接后繼節(jié)點(diǎn)node2
node2.prev = node1 //node2的prev指針指向直接前驅(qū)節(jié)點(diǎn)node1
node2.next = node3 //node2的next指針指向直接后繼節(jié)點(diǎn)node3
node3.prev = node2 //node3的prev指針指向直接前驅(qū)節(jié)點(diǎn)node2
}
鏈表表頭插入節(jié)點(diǎn)
在鏈表表頭插入一個(gè)節(jié)點(diǎn)是最簡(jiǎn)單的一種操作余赢，一般處理方式芯义，先創(chuàng)建一個(gè)oldFirst指向第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后重新創(chuàng)建一個(gè)新的節(jié)點(diǎn),將新節(jié)點(diǎn)的next指向oldFirst指向的節(jié)點(diǎn)妻柒，first指向新插入的節(jié)點(diǎn)扛拨。
- 1、單鏈表表頭插入節(jié)點(diǎn)
fun insertToHead(head: LinkedNode): LinkedNode {
var first: LinkedNode = head
val oldFirst: LinkedNode = head
first = LinkedNode(value = 6)
first.next = oldFirst
return first
}
- 2举塔、雙鏈表表頭插入節(jié)點(diǎn)
fun insertToHead(head: LinkedNode): LinkedNode {
var first: LinkedNode = head
val oldFirst: LinkedNode = head
first = LinkedNode(value = 6)
oldFirst.prev = first
first.next = oldFirst
return first
}
在表頭刪除節(jié)點(diǎn)
- 1鬼癣、單鏈表表頭刪除節(jié)點(diǎn)
fun deleteToHead(head: LinkedNode): LinkedNode? {
var first: LinkedNode? = head
first = first?.next
return first
}
- 2、雙鏈表表頭刪除節(jié)點(diǎn)
fun deleteToHead(head: LinkedNode): LinkedNode? {
var first: LinkedNode? = head
first = first?.next
first?.prev = null
return first
}
在表尾插入節(jié)點(diǎn)
- 1啤贩、單鏈表尾部插入節(jié)點(diǎn)
fun insertToTail(head: LinkedNode): LinkedNode? {
var last = getTailNode(head) //通過(guò)遍歷得到尾部節(jié)點(diǎn)
val oldLast = last
last = LinkedNode(value = 4)
oldLast?.next = last
return head
}
- 2待秃、雙鏈表尾部插入節(jié)點(diǎn)
fun insertToTail(head: LinkedNode): LinkedNode? {
var last = getTailNode(head) //通過(guò)遍歷得到尾部節(jié)點(diǎn)
val oldLast = last
last = LinkedNode(value = 4)
oldLast?.next = last
last.prev = oldLast
return head
}
在其他位置插入節(jié)點(diǎn)
-
1、單鏈表其他位置插入節(jié)點(diǎn)
image
fun insertToOther(head: LinkedNode): LinkedNode? {
val current = getInsertPrevNode(head) //拿到需要的插入位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
val newNode = LinkedNode(value = 6)
newNode.next = current?.next// 新插入的節(jié)點(diǎn)next指向插入位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)的next
current?.next = newNode//然后斷開(kāi)插入位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)的next痹屹，并把指向新插入的節(jié)點(diǎn)
return head
}
- 2章郁、雙鏈表其他位置插入節(jié)點(diǎn)
fun insertToOther(head: LinkedNode): LinkedNode? {
val current = getInsertPrevNode(head) //拿到需要的插入位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
val newNode = LinkedNode(value = 6)
newNode.next = current?.next// 新插入的節(jié)點(diǎn)next指向插入位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)的next
newNode.prev = current //新插入的節(jié)點(diǎn)prev指向插入位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
current?.next = newNode//然后斷開(kāi)插入位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)的next，并把它指向新插入的節(jié)點(diǎn)
current?.next?.prev = newNode //然后斷開(kāi)插入位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)的prev,并把它指向新插入的節(jié)點(diǎn)
return head
}
在其他位置刪除節(jié)點(diǎn)
- 1志衍、單鏈表其他位置刪除節(jié)點(diǎn)
fun deleteToOther(head: LinkedNode): LinkedNode? {
val current = getInsertPrevNode(head) //拿到需要的刪除節(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
current?.next = current?.next?.next
return head
}
- 2暖庄、雙鏈表其他位置刪除節(jié)點(diǎn)
fun deleteToOther(head: LinkedNode): LinkedNode? {
val current = getDeletePrevNode(head) //拿到需要的刪除節(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
current?.next = current?.next?.next
current?.next?.prev = current
return head
}
鏈表的遍歷
fun traverseLinkedList(head: LinkedNode?) {
var current = head
while (current != null){
println(current.value)
current = current.next
}
}
獲取鏈表的大小
fun getLength(head: LinkedNode?): Int {
var len = 0
var current = head
while (current != null){
len++
current = current.next
}
return len
}
五、鏈表實(shí)現(xiàn)棧和隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
1楼肪、鏈表實(shí)現(xiàn)棧結(jié)構(gòu)
由于棧是一個(gè)表培廓，因此任何實(shí)現(xiàn)表的方法都能實(shí)現(xiàn)棧。顯然春叫，Java中常用的ArrayList和LinkedList集合都是支持棧操作的肩钠。
- 實(shí)現(xiàn)思路
單鏈表也是能實(shí)現(xiàn)棧的，通過(guò)在表的頂端插入實(shí)現(xiàn)棧的push壓棧操作暂殖，通過(guò)刪除表的頂端元素實(shí)現(xiàn)pop入棧操作价匠。top操作只需要返回頂部的元素的值即可。
- 實(shí)現(xiàn)代碼
class LinkedStack {
private var first: Node? = null
private var len: Int = 0
fun push(value: Int) {//相當(dāng)于鏈表從表頭插入新的元素
val oldFirst = first
first = Node(value)
first?.next = oldFirst
len++
}
fun pop(): Int {//相當(dāng)于鏈表從表頭刪除新的元素
val value = first?.value
first = first?.next
return value ?: -1
}
fun top(): Int {
return first?.value ?: -1
}
fun isEmpty(): Boolean {
return first == null
}
fun size(): Int {
return len
}
inner class Node(var value: Int) {
var next: Node? = null
}
}
2呛每、鏈表實(shí)現(xiàn)隊(duì)列結(jié)構(gòu)
class LinkedQueue {
private var first: Node? = null
private var last: Node? = null
private var len: Int = 0
fun enqueue(value: Int) {//相當(dāng)于鏈表從尾部插入新的節(jié)點(diǎn)
val oldLast = last
last = Node(value)
last?.next = null
if (isEmpty()) {
first = last
} else {
oldLast?.next = last
}
len++
}
fun dequeue(): Int {//相當(dāng)于鏈表從尾部刪除最后節(jié)點(diǎn)
val value = first?.value ?: -1
first = first?.next
if (isEmpty()) {
last = null
}
return value
}
fun isEmpty(): Boolean {
return first == null
}
fun size(): Int {
return len
}
inner class Node(var value: Int) {
var next: Node? = null
}
}
六踩窖、鏈表反轉(zhuǎn)問(wèn)題
- 1、定義
鏈表反轉(zhuǎn)(也稱鏈表的逆序)是鏈表中一種比較經(jīng)典的操作晨横，在一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的題目鏈表的反轉(zhuǎn)也是逞笕考點(diǎn)，鏈表的反轉(zhuǎn)也會(huì)做為一部分融入題目手形，比如回文鏈表問(wèn)題等
-
2啥供、實(shí)現(xiàn)過(guò)程
image 3、代碼描述
fun reverseLinkedList(head: LinkedNode?): LinkedNode? {
var prev: LinkedNode? = null
var current: LinkedNode? = head
var next: LinkedNode? = head
while (current != null) {
next = current.next
current.next = prev
prev = current
current = next
}
return prev
}
七叁幢、鏈表中經(jīng)典快慢指針問(wèn)題
快慢指針追趕問(wèn)題在鏈表中是非常經(jīng)典的滤灯，快慢指針問(wèn)題一般用于解決鏈表中間節(jié)點(diǎn)問(wèn)題和鏈表是否含有環(huán)以及鏈表中環(huán)的入口位置等問(wèn)題。
如果使用快慢指針是判斷鏈表是否含有環(huán)的問(wèn)題，我們更希望fast和slow指針的相對(duì)路程是正好是環(huán)的長(zhǎng)度鳞骤，(也就是slow指針剛進(jìn)入環(huán)窒百，而fast指針剛繞環(huán)一圈，此時(shí)兩指針正好相遇)這樣兩個(gè)指針就相遇了豫尽。這樣取每步的速度差能夠被環(huán)長(zhǎng)度整除的數(shù)字篙梢。但是我們并不知道環(huán)的具體長(zhǎng)度，所以只能取每步的速度差能夠被環(huán)長(zhǎng)度整除的數(shù)字為1(1能被所有的數(shù)整除),所以我們?nèi)ast指針每次走2步美旧，slow指針每次走1步渤滞，實(shí)際上只要保證兩者速度差為1就可以了，你甚至可以fast每次走3步榴嗅，slow指針每次走2步都是可以的妄呕，這樣一來(lái)只要它們?cè)诃h(huán)里面就一定能相遇。
1嗽测、快慢指針與鏈表環(huán)問(wèn)題
public boolean hasCycle(ListNode head) {
if(head == null || head.next == null) return false;
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while(fast != null && fast.next != null){
slow = slow.next;//慢指針每次走1步
fast = fast.next.next;//快指針每次走2步
if(slow == fast){//如果鏈表存在環(huán)绪励，那么slow和fast指針會(huì)相遇
return true;
}
}
return false;
}
2、快慢指針找中間節(jié)點(diǎn)問(wèn)題
由快慢指針追趕的原理可知唠粥，如果fast指針和slow指針同時(shí)從鏈表(鏈表不含環(huán))的頭結(jié)點(diǎn)出發(fā)開(kāi)始遍歷疏魏，如果fast指針的每次遍歷步數(shù)是slow指針的兩倍，那么可得到如果fast遍歷到鏈表的尾部晤愧，那么此時(shí)的slow指針應(yīng)該處于鏈表的中間節(jié)點(diǎn)位置(具體題目可參考：LeetCode第876題)大莫。
public ListNode middleNode(ListNode head) {
if(head == null) return null;
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while(fast != null && fast.next != null){
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
}
return slow;
}
八、LeetCode鏈表相關(guān)題目
-
1官份、刪除鏈表的節(jié)點(diǎn)
image
image -
2只厘、反轉(zhuǎn)鏈表
image
image -
3、鏈表的中間節(jié)點(diǎn)
image
image
image -
4贯吓、合并兩個(gè)有序鏈表
image
image -
5懈凹、刪除排序鏈表中的重復(fù)元素
image
image -
6蜀变、移除鏈表中的元素
image
image -
7悄谐、相交鏈表
image
image -
8、環(huán)形鏈表
image
image -
9库北、回文鏈表
image
image -
10爬舰、設(shè)計(jì)鏈表
image
image
<div align="center"><img src="https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/5/14/1635c3fb0ba21ec1?w=430&h=430&f=jpeg&s=39536" width="200" height="200"></div>
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Kotlin邂逅設(shè)計(jì)模式系列:
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法系列:
翻譯系列：
- [譯] Kotlin中關(guān)于Companion Object的那些事
- [譯]記一次Kotlin官方文檔翻譯的PR(內(nèi)聯(lián)類(lèi))
- [譯]Kotlin中內(nèi)聯(lián)類(lèi)的自動(dòng)裝箱和高性能探索(二)
- [譯]Kotlin中內(nèi)聯(lián)類(lèi)(inline class)完全解析(一)
- [譯]Kotlin的獨(dú)門(mén)秘籍Reified實(shí)化類(lèi)型參數(shù)(上篇)
- [譯]Kotlin泛型中何時(shí)該用類(lèi)型形參約束?
- [譯] 一個(gè)簡(jiǎn)單方式教你記住Kotlin的形參和實(shí)參
- [譯]Kotlin中是應(yīng)該定義函數(shù)還是定義屬性?
- [譯]如何在你的Kotlin代碼中移除所有的!!(非空斷言)
- [譯]掌握Kotlin中的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù): run垃你、with、let、also和apply
- [譯]有關(guān)Kotlin類(lèi)型別名(typealias)你需要知道的一切
- [譯]Kotlin中是應(yīng)該使用序列(Sequences)還是集合(Lists)?
- [譯]Kotlin中的龜(List)兔(Sequence)賽跑
原創(chuàng)系列：
- 教你如何完全解析Kotlin中的類(lèi)型系統(tǒng)
- 如何讓你的回調(diào)更具Kotlin風(fēng)味
- Jetbrains開(kāi)發(fā)者日見(jiàn)聞(三)之Kotlin1.3新特性(inline class篇)
- JetBrains開(kāi)發(fā)者日見(jiàn)聞(二)之Kotlin1.3的新特性(Contract契約與協(xié)程篇)
- JetBrains開(kāi)發(fā)者日見(jiàn)聞(一)之Kotlin/Native 嘗鮮篇
- 教你如何攻克Kotlin中泛型型變的難點(diǎn)(實(shí)踐篇)
- 教你如何攻克Kotlin中泛型型變的難點(diǎn)(下篇)
- 教你如何攻克Kotlin中泛型型變的難點(diǎn)(上篇)
- Kotlin的獨(dú)門(mén)秘籍Reified實(shí)化類(lèi)型參數(shù)(下篇)
- 有關(guān)Kotlin屬性代理你需要知道的一切
- 淺談Kotlin中的Sequences源碼解析
- 淺談Kotlin中集合和函數(shù)式API完全解析-上篇
- 淺談Kotlin語(yǔ)法篇之lambda編譯成字節(jié)碼過(guò)程完全解析
- 淺談Kotlin語(yǔ)法篇之Lambda表達(dá)式完全解析
- 淺談Kotlin語(yǔ)法篇之?dāng)U展函數(shù)
- 淺談Kotlin語(yǔ)法篇之頂層函數(shù)惜颇、中綴調(diào)用皆刺、解構(gòu)聲明
- 淺談Kotlin語(yǔ)法篇之如何讓函數(shù)更好地調(diào)用
- 淺談Kotlin語(yǔ)法篇之變量和常量
- 淺談Kotlin語(yǔ)法篇之基礎(chǔ)語(yǔ)法
Effective Kotlin翻譯系列
- [譯]Effective Kotlin系列之考慮使用原始類(lèi)型的數(shù)組優(yōu)化性能(五)
- [譯]Effective Kotlin系列之使用Sequence來(lái)優(yōu)化集合的操作(四)
- [譯]Effective Kotlin系列之探索高階函數(shù)中inline修飾符(三)
- [譯]Effective Kotlin系列之遇到多個(gè)構(gòu)造器參數(shù)要考慮使用構(gòu)建器(二)
- [譯]Effective Kotlin系列之考慮使用靜態(tài)工廠方法替代構(gòu)造器(一)
實(shí)戰(zhàn)系列:
