数据结构-链表

2024-10-09 21:19:40 浏览数 (4)

链表(Linked List)的基本概念

链表是一种常见的数据结构,它由一系列节点(Node)组成。每个节点包含两部分:数据部分和指向下一个节点的指针(Pointer)。链表通过这些指针将节点按顺序连接在一起。

链表的类型

  • 单链表(Singly Linked List):每个节点只有一个指针,指向下一个节点。
  • 双链表(Doubly Linked List):每个节点有两个指针,一个指向前一个节点,一个指向下一个节点。
  • 循环链表(Circular Linked List):单链表或双链表的最后一个节点的指针又指向了链表的头节点,形成一个环形结构。

链表的基本操作

  • 创建链表:首先创建头节点(Head Node),然后逐个添加后续节点。
  • 插入节点
    • 在头部插入:创建新节点,将新节点的指针指向原头节点,然后更新头节点为新节点。
    • 在中间插入:找到要插入位置的前一个节点,创建新节点,将新节点的指针指向插入位置的节点,然后将前一个节点的指针指向新节点。
    • 在尾部插入:找到链表的尾节点,创建新节点,将尾节点的指针指向新节点,并将新节点的指针设为 None。
  • 删除节点
    • 删除头节点:将头节点指向下一个节点,然后释放原头节点的内存。
    • 删除中间节点:找到要删除节点的前一个节点,将其指针绕过要删除的节点,直接指向该节点的下一个节点,然后释放要删除节点的内存。
    • 删除尾节点:找到尾节点的前一个节点,将其指针设为 None,然后释放尾节点的内存。
  • 遍历链表:从链表的头节点开始,通过节点的指针依次访问每个节点,直到到达链表的尾部(指针为 None)。

链表的应用场景

  • 动态数据存储:链表在需要频繁进行插入和删除操作的场景中非常有用,例如在实现一个动态大小的集合或者队列时。
  • 内存管理:操作系统在管理内存分配时会使用链表来记录空闲内存块的信息。
  • 多项式表示:在数学计算中,可以用链表来表示多项式,每个节点存储多项式中的一项的系数和指数。

链表的操作技巧

  • 哨兵节点:可以创建一个新的节点,让其next指向头节点,从而可以简化边界的判断
  • 双指针:前后双指针和快慢双指针

删除倒数第k个节点:https://leetcode.cn/problems/SLwz0R/description/

代码语言:javascript复制
class Solution:
    def removeNthFromEnd(self, head: ListNode, n: int) -> ListNode:
        dummy = ListNode(0)
        dummy.next = head
        p1 = dummy
        p2 = head
        for _ in range(n):
            p2 = p2.next
        while p2 is not None:
            p1 = p1.next
            p2 = p2.next
        p1.next = p1.next.next
        return dummy.next

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