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链表

数组并不是一个完美的数据结构，它容量固定，在有序数组中，增删数据麻烦而耗时。如果要记录的数据特点需要频繁的增删数据，又要快速查找数据，而且数据量又特别大的时候，数组就不再合适。当然，链表也不合适。针对这样的数据，可能使用散列表和红黑树是更合适的选择。

我其实只是想引出我要说的链表，但是搞砸了。不管，今天还是要说的是链表这个数据结构。

那么，什么是链表呢？

链表的结构是这样的：一个节点，这个节点储存着两个东西，分别是这个节点的数据，和下一个节点的地址。可以把链表简单的看成是一辆火车，特别是古老的绿皮火车。每一节的车厢相当于链表的节点，车厢装着的货物就是节点的数据，一节车厢连着下一节车厢。火车的车厢其实连接着上一节和下一节车厢，这么来看的话，火车更加的严谨的看，是双链表，也就是一个节点，即存放下一个节点的地址，也存放上一个节点的地址。而且火车让我们感觉和数组一样，所有的车厢都是被放在一起的。看来火车并不是对链表的一个好的比喻。

单链表有一个特点，没有后退可言，就如同时间。那么我们在生活中是否能找到这样的一个链表结构的事物呢？

galgame可能会很像链表，当发现有选项会严重影响结局的时候，玩家常常会在选项前进行存档，相当于保存了一个指向这个节点的指针或者说是地址，然后当要返回的时候，就读档，回到过去的节点，重新进行选择。但是，这个结构更加准确的来说，是一个树结果，因为一个节点其实不止一个地址。链表和数组一样，一个数据后面相邻的只会有一个数据。就如同头发一样，一根正常的头发，是不会分叉的。

如果有玩过RPG手游，是兄弟就来砍我的那种。那么我们可以看到，游戏里给的任务是特别符合单链表这个数据结构的。在我们跑任务的过程中，只需要点下一步，自动导航等，完成一个又一个的连环任务，就可以了。

链表这个结构在现实中的应用，我的确不是很了解。因为感觉现实更加的庞大，复杂。树和图对现实的描写会更加的契合。

链表的增删改查

class ListNode{
    int val;
    ListNode next;
    node (){}
    node (int value) {
        node(value, null);
    }
    node (int value, node next) {
        this.val = value;
        this.next = next;
    }
}

查

我们从最简单的查开始

boolean search(ListNode node, int key) {
    while (node != null) {
        if (node.val == val) {
            return ture;
        }
        node = node.next;
    }
    return false;
}

这个就是最基本的链表的查找元素了。看节点的数据是否等于关键字，如果等于，那就说明找到了，如果不等于，就说明这个节点不是，看看下一个节点。如果整个链表里都没有符合的，说明没有找到。在变化的其实就只有一个节点的引用在变化。而且链表是和符合递归的结构，任意一个节点就是一个链表。所以利用递归可以很舒服的处理链表的问题，有时候。

boolean search(ListNode node, int key) {
    if (node == null) {
        return false;
    }
    if (node.val == key) {
        return true;
    }
    return search(node.next, key);
}

增

如何给链表增加一个节点呢？

node.next = head.next;
head.next = node;

通常我们需要先找到新节点的位置，这个位置通常是新节点的爹。找到爹之后，就可以按照上门的代码所写的那样，先将爹的子节点赋值给新节点，然后重新认新节点当儿子。

我们来看看经常会碰到的特殊情况，比如要将新节点插入到头部，成为所谓的头节点，或者插入到尾部。

如果新节点要成为头节点，其实可以在上面代码的基础上，交换头节点和新节点的值，这样就可以表现出新节点插入到了头部的位置。

但是还有一种更加简单的，就是

node.next = head;
head = node;

将新节点的next指向原来的头节点，然后更新头节点的引用。

尾节点：

if (head.next == null) {
    head.next = node;
}

可以发现链表对增加节点的处理是特别方便的。找到位置，更加一下节点的next引用就可以了。

那么删除节点呢？

删

删除节点的第一步当然还是要找到要删除的节点。但是怎么样才算是将一个节点从链表中删除了呢？不再有其他任何的节点引用指向这个节点。简单的说，其实就是它的父节点不再指向它。所以，我们删除链表中的节点，操作的并不是这个节点，而是这个节点的爹。让这个节点的爹的next引用删除节点的子节点。

if (head.next.val == key) {
    head.next = head.next.next;
}

这个节点现在就不再有其他的节点指向它了，那么，其实我们就可以说是将这个节点给删除了。其实后面的工作，将删除节点的内存回收，时候Java虚拟机的垃圾回收器自动进行操作的，并不需要现在的我们来关系。我也不知道它具体是怎么实现的。

头节点的处理。

链表的头节点一直是特殊的存在，不过仍然是好处理的。

if (head.val == key) {
    head = head.next;
}

emmm，的确好处理。

改

最有意思的，对链表的操作就是修改链表了。在算法里中，将一个链表各种反转，将多个链表进行合并等等。一般都是去操作链表的引用，而不是去直接的就该链表的数据。

链表是一个很简单的结构。玩链表基本上就是玩链表的引用。

结语

链表是特别基础的结构。前面没有具体的说过操作链表的速度，因为我在自己写算法的时候，更多的还是计算自己写的算法是否嵌套多个循环，而不是背各种的结构操作的效率。

其次，一个数据专门存在节点中，然后再去保存其他节点的引用，这样的一个模式，可以有特别多的组合。我们可以通过链表，去了解更多的，为了更好更高效的去解决特定问题的数据结构。

链表——数组的兄弟

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原文地址：https://www.cnblogs.com/zhujf/p/14879305.html