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一 构建一个单向链表
// 设计链表结构
class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(){}
ListNode(int val) {
this.val=val;
}
}
// 初始化
class MyLinkedList {
//size存储链表元素的个数
int size;
//虚拟头结点
ListNode head;
//初始化链表
public MyLinkedList() {
size = 0;
head = new ListNode(0);
}
//获取第index个节点的数值
public int get(int index) {
if (index < 0 || index >= size) {
return -1;
}
ListNode currentNode = head;
for (int i = 0; i <= index; i++) {
currentNode = currentNode.next;
}
return currentNode.val;
}
//在链表最前面插入一个节点
public void addAtHead(int val) {
addAtIndex(0, val);
}
//在链表的最后插入一个节点
public void addAtTail(int val) {
addAtIndex(size, val);
}
// 在第 index 个节点之前插入一个新节点
public void addAtIndex(int index, int val) {
if (index > size) {
return;
}
if (index < 0) {
index = 0;
}
size++;
ListNode pred = head;
for (int i = 0; i < index; i++) {
pred = pred.next;
}
ListNode toAdd = new ListNode(val);
toAdd.next = pred.next;
pred.next = toAdd;
}
//删除第index个节点
public void deleteAtIndex(int index) {
if (index < 0 || index >= size) {
return;
}
size--;
if (index == 0) {
head = head.next;
return;
}
ListNode pred = head;
for (int i = 0; i < index ; i++) {
pred = pred.next;
}
pred.next = pred.next.next;
}
}二 特点
-
长度无限
-
适合任意位置插入和删除频繁的场景
-
物理上可以不连续
三 时间复杂度
访问、插入、删除的时间复杂度均为O(n）
在头部插入元素的时间复杂度为O(1）
四 相关算法
1.判断链表是否成环及成环位置
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
// 判断是否成环：快慢指针相遇
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while (fast != null && fast.next != null) {
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
if (slow == fast) {// 有环
ListNode index1 = fast; // 相遇节点
ListNode index2 = head;
// 两个指针，从头结点和相遇结点，各走一步，直到相遇，相遇点即为环入口
while (index1 != index2) {
index1 = index1.next;
index2 = index2.next;
}
return index1;
}
}
return null;
}2.链表反转
public ListNode reverseList(ListNode head) {
ListNode cur = new ListNode();
ListNode pre = new ListNode();
cur = head;
pre= null;
while(cur != null ) {
ListNode temp = new ListNode();
temp = cur.next;
cur.next = pre;
pre = cur;
cur = temp;
}
return pre;
}五 Java中的LinkedList 类
LinkedList 继承了 AbstractSequentialList 类。
LinkedList 实现了 Queue 接口，可作为队列使用。
LinkedList 实现了 List 接口，可进行列表的相关操作。
LinkedList 实现了 Deque 接口，可作为队列使用。
LinkedList 实现了 Cloneable 接口，可实现克隆。
LinkedList 实现了 java.io.Serializable 接口，即可支持序列化，能通过序列化去传输。
1.使用
LinkedList<String> sites = new LinkedList<String>(); // 创建链表
sites.add("Google"); // 添加元素
sites.add("Runoob");
sites.add("Taobao");
sites.add("Weibo");
System.out.println(sites); // 打印输出链表中的元素
sites.addFirst("Wiki"); // 在链表头部添加元素
sites.addLast("Wiki");// 在链表尾部添加元素
sites.removeFirst();// 在链表头部删除元素
sites.removeLast();// 删除链表尾部元素
System.out.println(sites.getFirst());// 获取链表首个元素
System.out.println(sites.getLast());// 获取链表最后一个元素
sites.get(i)// 获取任意位置元素