一、链表的概念
链表是一种物理存储结构上非连续，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。
二、链表和数组的区别：
1、数组静态分配内存，链表动态分配内存。
2、数组在内存中是连续的，链表是不连续的。
3、数组利用下标定位，查找的时间复杂度是O(1)，链表通过遍历定位元素，查找的时间复杂度是O(N)。
4、数组插入和删除需要移动其他元素，时间复杂度是O(N)，链表的插入或删除不需要移动其他元素，时间复杂度是O(1)。
数组的优点
1、随机访问性比较强，可以通过下标进行快速定位。
2、查找速度快
数组的缺点
1、插入和删除的效率低，需要移动其他元素。
2、会造成内存的浪费，因为内存是连续的，所以在申请数组的时候就必须规定七内存的大小，如果不合适，就会造成内存的浪费。
3、内存空间要求高，创建一个数组，必须要有足够的连续内存空间。
4、数组的大小是固定的，在创建数组的时候就已经规定好，不能动态拓展。
链表的优点
1、插入和删除的效率高，只需要改变指针的指向就可以进行插入和删除。
2、内存利用率高，不会浪费内存，可以使用内存中细小的不连续的空间，只有在需要的时候才去创建空间。大小不固定，拓展很灵活。
链表的缺点
查找的效率低，因为链表是从第一个节点向后遍历查找。
单链表和双链表
三、链表环问题
判断是否有环
定义一个快指针和一个慢指针，快指针一次走两步，慢指针一次走两步，会出现两种情况，情况一指针走到了空的位置，那就说明这个链表不带环。情况二两个指针相遇，说明这个链表带环。
获得入环节点
如果不考虑空间复杂度，可以使用一个map来记录走过的节点，这个指针一直向后遍历如果遇到空，说明这个链表不带环，也就没有入环节点，如果没有遇到空，如果遇到第一个在map中存在的节点，就说明回到了出发点，这个节点就是环的入口节点。如果不建立额外的空间，先使用快慢指针判断这个链表是否有环，如果有环将相遇节点记录，然后一个指针从链表的起始位置开始一次走一步，另一个指针从记录的节点开始一次走一步，当两个节点再次相遇，这个相遇节点就是环的入口节点。
四、链表的使用
1、链表的创建（头插法、尾插法）
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
struct node
{
int x;
node* next;//指向结构体的一个指针
};
node *Head, *End;
void add(int m)
{
node *temp = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));//强制类型转换+分配地址空间
//节点赋值，m是一个整数型的值，要把它变成结构体类型才能放进链表里
temp->x = m;
temp->next = NULL;
if (Head== NULL)//头指针为空，说明链表为空，那么temp即是头指针，也是尾指针
{
Head = temp;
End = temp;
}
else
{
//链表不为空的情况，让尾指针指向当前节点，同时尾指针后移，为下一次添加节点准备
End->next = temp;
End = temp;
//上面的是尾插，即在链表尾部加入节点
//如果在链表头部加入节点，让头指针指向当前节点，同时头指针前移就可以
//Head->next=temp;
//Head=temp;
}
}
int main()
{
Head = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
End = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));
Head->next = NULL;
End = Head;
int n, m;
cin>>n;
for(int i=0;i<n;i++)
{
cin>>m;
add(m);
}
node *temp = Head;
while (temp->next!=NULL)//链表的遍历
{
temp = temp->next;
cout << temp->x << ' ';
}
cout<<endl;
return 0;
}
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
struct node
{
int x;
node* next;//指向结构体的一个指针
};
node *Head, *End;
int main()
{
Head = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
End = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));
End = Head;
int n, m;
cin>>n;
for(int i=0;i<n;i++)
{
cin>>m;
node *temp=(struct node*)malloc(sizeof(struct node));
temp->x=m;
temp->next=NULL;
End->next=temp;
End=temp;
}
node *temp = Head;
while (temp->next!=NULL)//链表的遍历
{
temp = temp->next;
cout << temp->x << ' ';
}
cout<<endl;
return 0;
}
2、链表的删除、插入和清空
void clear()//清空链表
{
node *now=Head;
while(now!=NULL)
{
node *temp=now;
now=now->next;
free(temp);
}
Head=NULL;
End=NULL;
}
void insert(int pos,int num)//在第pos个位置增加一个节点
{
node *now=Head;
for(int i=0;i<pos-1;i++)
now=now->next;
node *temp=(struct node*)malloc(sizeof(struct node));//创建一个新节点保存数字num
temp->x=num;
temp->next=now->next;
now->next=temp;
}
void del(int num)//在链表中删除数据域为num的节点
{
node *now=Head;
while(now->next!=NULL)
{
node *temp=now;//保存num所在节点的前一个节点
now=now->next;
if(now->x==num)
{
temp->next=now->next;
free(now);
now=temp;
}
}
}
完整代码
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
struct node
{
int x;
node* next;//指向结构体的一个指针
};
node *Head, *End;
void add(int m)
{
node *temp = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));//强制类型转换+分配地址空间
//节点赋值，m是一个整数型的值，要把它变成结构体类型才能放进链表里
temp->x = m;
temp->next = NULL;
if (Head== NULL)//头指针为空，说明链表为空，那么temp即是头指针，也是尾指针
{
Head = temp;
End = temp;
}
else
{
//链表不为空的情况，让尾指针指向当前节点，同时尾指针后移，为下一次添加节点准备
End->next = temp;
End = temp;
//上面的是尾插，即在链表尾部加入节点
//如果在链表头部加入节点，让头指针指向当前节点，同时头指针前移就可以
//Head->next=temp;
//Head=temp;
}
}
void clear()//清空链表
{
node *now=Head;
while(now!=NULL)
{
node *temp=now;
now=now->next;
free(temp);
}
Head=NULL;
End=NULL;
}
void insert(int pos,int num)//在第pos个位置增加一个节点
{
node *now=Head;
for(int i=0;i<pos-1;i++)
now=now->next;
node *temp=(struct node*)malloc(sizeof(struct node));//创建一个新节点保存数字num
temp->x=num;
temp->next=now->next;
now->next=temp;
}
void del(int num)//在链表中删除数据域为num的节点
{
node *now=Head;
while(now->next!=NULL)
{
node *temp=now;//保存num所在节点的前一个节点
now=now->next;
if(now->x==num)
{
temp->next=now->next;
free(now);
now=temp;
}
}
}
int main()
{
Head = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
End = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));
Head->next = NULL;
End = Head;
int n, m;
cin>>n;
for(int i=0;i<n;i++)
{
cin>>m;
add(m);
}
del(2);
del(3);
node *temp = Head;
while (temp->next!=NULL)//链表的遍历
{
temp = temp->next;
cout << temp->x << ' ';
}
cout<<endl;
return 0;
}View Code
等风起的那一天，我已准备好一切
