链表

线性表 是具有 n 个相同类型元素 的有限 序列 （ n ≥ 0 ）

  • 常见的线性表有
  • 数组
  • 链表
  • 栈
  • 队列
  • 哈希表（散列）

动态数组的缺点

  • 可能会造成大量的内存浪费

链表

  • 链表 是一种 链式存储 的线性表，所有元素的内存地址不一定是连续的
  • 在接口设计时：从表头，表尾，中间入手, 表头的特殊情况有： index == 0 && size == 0, index == 0 && size == 1，表尾的特殊情况有： index == size && size == 1, 确定链表结构后，接口的设计可手动把链表的数据流程画出来，这样接口的逻辑就很清晰了
image.png

单向链表


template<typename E>
class LinkedList: public AbstractList<E> {
    template<typename Element>
    class Node {
    public:
        Element element ;
        Node<Element> *next { nullptr };
        
        Node(const Element &element, Node<Element> * const next) {
            this->element = element;
            this->next = next;
        }
 
      ~Node() {
       }
    };
    
private:
    Node<E> *first { nullptr };
    
    // 获取index位置对应的节点对象
    Node<E> & nodeAt(int index) {
        this->rangeCheck(index);
        Node<E> *node = first;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            node = node->next;
        }
        return *node;
    }
public:
    LinkedList() {
        this->m_size = 0;
    }
    
   ~LinkedList() {
        clear();
    }
    
    void clear() override {
        this->m_size = 0;
        if (first != nullptr) {
            delete first;
            first = nullptr;
        }
    }
    
    bool contains(const E &element) override {
        return false;
    }
    
    E& set(int index, const E &element) override {
        Node<E> &node = nodeAt(index);
        E& old = node.element;
        node.element = element;
        return old;
    }
    
    void insert(int index, const E &element) override {
        if (index == 0) {
            first = new Node<E>(element, first);
        } else {
            Node<E> &prev = nodeAt(index - 1);
            Node<E> *node = new Node<E>(element, prev.next);
            prev.next = node;
        }
        this->m_size++;
    }
    
    E& get(int index) override {
        return nodeAt(index).element;
    }
    
    int indexOf(const E &element) override {
        Node<E> * node = first;
        for (int i = 0; i < this->m_size; i++) {
            if (element == node->element) {
                return i;
            }
            node = node->next;
        }
        return -1;
    }
    
    E& removeAt(int index) override {
        Node<E> *node = first;
        if (index == 0) {
            first = first->next;
        } else {
            Node<E> &prev = this->nodeAt(index - 1);
            node = prev.next;
            prev.next = node->next;
        }
        this->m_size--;
        return node->element;
    }
    
    bool isEmpty() override {
        return this->m_size > 0;
    }
};

单向循环链表

image.png

template<typename E>
class SingleCycleLinkedList: public AbstractList<E> {
private:
    // 获取index位置对应的节点对象
    Node<E> & nodeAt(int index) {
        this->rangeCheck(index);
        Node<E> *node = first;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            node = node->next;
        }
        return *node;
    }
public:
    Node<E> *first { nullptr };
    
    SingleCycleLinkedList() {
        this->m_size = 0;
    }
    
    ~SingleCycleLinkedList() {
        clear();
    }
    
    void clear() override {
        this->m_size = 0;
        if (first != nullptr) {
            Node<E> *node = first->next;
            while (node != nullptr) {
                node = node->next;
                delete node->next;
            }
            delete first;
            first = nullptr;
        }
    }
    
    bool contains(const E &element) override {
        return false;
    }
    
    E& set(int index, const E &element) override {
        Node<E> &node = nodeAt(index);
        E& old = node.element;
        node.element = element;
        return old;
    }
    
    void insert(int index, const E &element) override {
        this->rangeCheckForAdd(index);
        if (index == this->m_size) { // (index == 0 && size == 0) || (index == size && size != 0)
            if (this->m_size == 0) {
                first = new Node<E>(element, nullptr);
                first->next = first;
            } else {
                Node<E> &prev = nodeAt(index - 1);
                Node<E> *node = new Node<E>(element, first);
                prev.next = node;
            }
        } else {
            if (index == 0) {
                Node<E> &last = nodeAt(this->m_size - 1);
                Node<E> *oldFirst = first;
                Node<E> *node = new Node<E>(element, oldFirst);
                last.next = node;
                first = node;
            } else {
                Node<E> &prev = nodeAt(index - 1);
                Node<E> *node = new Node<E>(element, prev.next);
                prev.next = node;
            }
        }
        this->m_size++;
    }
    
    E& removeAt(int index) override {
        this->rangeCheck(index);
        Node<E> *node = first;
        if (index == 0) { // 头部
            Node<E> &oldLast = nodeAt(this->m_size - 1);
            first = first->next;
            oldLast.next = first;
        } else if (index == this->m_size) { // 尾部
            Node<E> &prev = this->nodeAt(index - 1);
            node = prev.next;
            prev.next = first;
        } else {
            Node<E> &prev = this->nodeAt(index - 1);
            node = prev.next;
            prev.next = node->next;
        }
        this->m_size--;
        E &element = node->element;
        delete node;
        return element;
    }
    
    E& get(int index) override {
        return nodeAt(index).element;
    }
    
    int indexOf(const E &element) override {
        Node<E> * node = first;
        for (int i = 0; i < this->m_size; i++) {
            if (element == node->element) {
                return i;
            }
            node = node->next;
        }
        return -1;
    }

    bool isEmpty() override {
        return this->m_size > 0;
    }
    
    void printAll() {
        for (int i = 0; i < this->m_size; i++) {
            Node<E> &node = nodeAt(i);
            cout << node.element << "_" << node.next->element << endl;
        }
    }
};

双向链表

image.png

template <typename E>
class DoubleNode {
public:
    E element;
    DoubleNode<E>* prev { nullptr };
    DoubleNode<E>* next { nullptr };
    
    DoubleNode(E element, DoubleNode<E>* prev, DoubleNode<E>* next) {
        this->element = element;
        this->prev = prev;
        this->next = next;
    }
    
    ~DoubleNode() {
    }
};

template <typename E>
class DoubleLinkedList: public AbstractList<E> {

private:
    // 获取index位置对应的节点对象
    DoubleNode<E> & nodeAt(int index) {
        this->rangeCheck(index);
        if (index < this->m_size >> 1) {
            DoubleNode<E> *node = first;
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                node = node->next;
            }
            return *node;
        } else {
            DoubleNode<E> *node = last;
            for (int i = this->m_size - 1; i > index; i--) {
                node = node->prev;
            }
            return *node;
        }
    }
    
public:
    DoubleNode<E> *first { nullptr };
    DoubleNode<E> *last { nullptr };
    
    DoubleLinkedList() {
        this->m_size = 0;
    }
    
    ~DoubleLinkedList() {
        clear();
    }
    
    void clear() override {
        this->m_size = 0;
        if (first != nullptr) {
            DoubleNode<E> *node = first->next;
            while (node != nullptr) {
                node = node->next;
                delete node->next;
            }
            delete first;
            first = nullptr;
        }
    }
    
    bool contains(const E &element) override {
        return false;
    }
    
    E& set(int index, const E &element) override {
        DoubleNode<E> &node = nodeAt(index);
        E& old = node.element;
        node.element = element;
        return old;
    }
    
    void insert(int index, const E &element) override {
        if (this->m_size == 0) { // 链表没得值
            DoubleNode<E> *node = new DoubleNode<E>(element, nullptr, nullptr);
            first = node;
            last = node;
        } else if (index == 0) { // 在头部插入
            DoubleNode<E> *oldFirst = first;
            DoubleNode<E> *node = new DoubleNode<E>(element, nullptr, oldFirst);
            oldFirst->prev = node;
            first = node;
        } else if (index == this->m_size) { // 在尾部插入
            DoubleNode<E> *oldLast = last;
            DoubleNode<E> *node = new DoubleNode<E>(element, oldLast, nullptr);
            oldLast->next = node;
            last = node;
        } else { // 在中间插入
            this->rangeCheckForAdd(index);
            DoubleNode<E> &oldCurrent = nodeAt(index);
            DoubleNode<E> *node = new DoubleNode<E>(element, oldCurrent.prev, &oldCurrent);
            oldCurrent.prev->next = node;
            oldCurrent.prev = node;
        }
        
        this->m_size++;
    }
    
    E& get(int index) override {
        return nodeAt(index).element;
    }
    
    int indexOf(const E &element) override {
        DoubleNode<E> * node = first;
        for (int i = 0; i < this->m_size; i++) {
            if (element == node->element) {
                return i;
            }
            node = node->next;
        }
        return -1;
    }
    
    E& removeAt(int index) override {
        this->rangeCheck(index);
        DoubleNode<E> &node = nodeAt(index);
        if (node.prev == nullptr) {
            DoubleNode<E> *oldFirst = first;
            first = node.next;
            node.next->prev = nullptr;
            delete oldFirst;
        } else if(node.next == nullptr) {
            DoubleNode<E> *oldlast = last;
            last = node.prev;
            node.prev->next = nullptr;
            delete oldlast;
        } else {
            DoubleNode<E> *oldPrev = node.prev;
            DoubleNode<E> *oldnext= node.next;
            node.prev->next = node.next;
            node.next->prev = node.prev;
            delete oldPrev;
            delete oldnext;
            oldPrev = nullptr;
            oldnext = nullptr;
        }
      
        this->m_size--;
        return node.element;
    }
    
    bool isEmpty() override {
        return this->m_size > 0;
    }
};

双向循环链表

  • 接口设计思路与单向循环链表类似


    image.png

删除链表中的一个节点

  • 给定单向链表的头指针和一个要删除的节点的值，定义一个函数删除该节点。返回删除后的链表的头节点。
  • 示例 1:
    • 输入: head = [4,5,1,9], val = 5
    • 输出: [4,1,9]
    • 解释: 给定你链表中值为 5 的第二个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 1 -> 9.
  • 示例 2:
    • 输入: head = [4,5,1,9], val = 1
    • 输出: [4,5,9]
    • 解释: 给定你链表中值为 1 的第三个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 5 -> 9.
    Node<E>* deleteNode(E val) {
        Node<E> * node = first;
        while (node != nullptr && node->next != nullptr) {
            if (node->element == val) {
                return node->next;
            } if (node->next->next == nullptr && node->next->element == val) {
                node->next = nullptr;
                return first;
            } else if (node->next->element == val) {
                node->next = node->next->next;
                return first;
            }
            node = node->next;
        }
        return nullptr;
    }

翻转链表

  • 定义两个指针： prepre 和 curcur ；prepre 在前 curcur 在后。
  • 每次让 prepre 的 nextnext 指向 curcur ，实现一次局部反转
  • 局部反转完成之后， prepre 和 curcur 同时往前移动一个位置
  • 循环上述过程，直至 prepre 到达链表尾部
   Node<E>* reverseList() {
        Node<E> *pre = first;
        Node<E> *cur = nullptr;
        while (pre != nullptr) {
            Node<E> *temp =  pre->next;
            pre->next = cur;
            cur = pre;
            pre = temp;
        }
        return cur;
    }

判断链表是否有环

  • 解题思路
    • 采用快慢指针，有环时，快指针和慢指针会指向同一个地址
bool hasCycle() {
        if (first == nullptr || first->next == nullptr) {
            return false;
        }
        Node<E> *slow = first;
        Node<E> *fast = first->next;
        while (fast != nullptr && fast->next != nullptr) {
            if (fast == slow) {
                return true;
            }
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        return false;
    }
最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 人面猴
    序言：七十年代末，一起剥皮案震惊了整个滨河市，随后出现的几起案子，更是在滨河造成了极大的恐慌，老刑警刘岩，带你破解...
    沈念sama阅读 158,847评论 4赞 362
  • 死咒
    序言：滨河连续发生了三起死亡事件，死亡现场离奇诡异，居然都是意外死亡，警方通过查阅死者的电脑和手机，发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,208评论 1赞 292
  • 救了他两次的神仙让他今天三更去死
    文/潘晓璐 我一进店门，熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来，“玉大人，你说我怎么就摊上这事。” “怎么了？”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,587评论 0赞 243
  • 道士缉凶录：失踪的卖姜人
    文/不坏的土叔 我叫张陵，是天一观的道长。 经常有香客问我，道长，这世上最难降的妖魔是什么？ 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,942评论 0赞 205
  • 港岛之恋（遗憾婚礼）
    正文 为了忘掉前任，我火速办了婚礼，结果婚礼上，老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己，他们只是感情好，可当我...
    茶点故事阅读 52,332评论 3赞 287
  • 恶毒庶女顶嫁案：这布局不是一般人想出来的
    文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着，像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上，一...
    开封第一讲书人阅读 40,587评论 1赞 218
  • 城市分裂传说
    那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。 笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播，决...
    沈念sama阅读 31,853评论 2赞 312
  • 双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
    文/苍兰香墨 我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
    开封第一讲书人阅读 30,568评论 0赞 198
  • 万荣杀人案实录
    序言：老挝万荣一对情侣失踪，失踪者是张志新（化名）和其女友刘颖，没想到半个月后，有当地人在树林里发现了一具尸体，经...
    沈念sama阅读 34,273评论 1赞 242
  • 护林员之死
    正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,542评论 2赞 246
  • 白月光启示录
    正文 我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,033评论 1赞 260
  • 活死人
    序言：一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡，死状恐怖，灵堂内的尸体忽然破棺而出，到底是诈尸还是另有隐情，我是刑警宁泽，带...
    沈念sama阅读 28,373评论 2赞 253
  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,031评论 3赞 236
  • 男人毒药：我在死后第九天来索命
    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,073评论 0赞 8
  • 一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,830评论 0赞 195
  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,628评论 2赞 274
  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,537评论 2赞 269

推荐阅读更多精彩内容

  • 链表
    链表是一种链式存储的线性表，所有元素的内存地址不一定是连续的。在编写链表过程中，要注意边界测试，比如 index ...
    浮萍向北阅读 144评论 0赞 0
  • LeetCode-链表
    LeetCode-链表 链表（Linked List）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是并不会按线性的顺...
    raincoffee阅读 1,103评论 0赞 6
  • 剑指offer之（链表和栈）
    题目列表链表面试题06. 从尾到头打印链表面试题18. 删除链表的节点面试题22. 链表中倒数第k个节点面试题24...
    桃之夭夭的简书阅读 214评论 0赞 0
  • 【leetcode C语言实现】剑指 Offer 18.删除链表的节点
    题目描述 给定单向链表的头指针和一个要删除的节点的值，定义一个函数删除该节点。 返回删除后的链表的头节点。 注意：...
    sunshine_hanxx阅读 188评论 0赞 1
  • 家长会谈合作
    久违的晴天，家长会。 家长大会开好到教室时，离放学已经没多少时间了。班主任说已经安排了三个家长分享经验。 放学铃声...
    飘雪儿5阅读 7,401评论 16赞 21