链表
定义
数字域和指针域
种类
单链表，双链表，循环链表
链表的存储方式
链表是通过指针域的指针链接在内存中各个节点。
所以链表中的节点在内存中不是连续分布的 ，而是散乱分布在内存中的某地址上，分配机制取决于操作系统的内存管理。
删除链表
增加链表
与数组的对比
再把链表的特性和数组的特性进行一个对比，如图所示：
数组在定义的时候，长度就是固定的，如果想改动数组的长度，就需要重新定义一个新的数组。
链表的长度可以是不固定的，并且可以动态增删， 适合数据量不固定，频繁增删，较少查询的场景。
移除链表元素
移除操作，就是让节点next指针直接指向下下一个节点就可以了，
那么因为单链表的特殊性，只能指向下一个节点，刚刚删除的是链表的中第二个，和第四个节点，那么如果删除的是头结点又该怎么办呢？
这里就涉及如下链表操作的两种方式：
- 直接使用原来的链表来进行删除操作。
- 设置一个虚拟头结点在进行删除操作。
这里我选择第二种方式，更好理解和记忆；
给链表添加一个虚拟头结点为新的头结点，此时要移除这个旧头结点元素1。
这样是不是就可以使用和移除链表其他节点的方式统一了呢？
来看一下，如何移除元素1 呢，还是熟悉的方式，然后从内存中删除元素1。
最后呢在题目中，return 头结点的时候，别忘了 return dummyNode->next;， 这才是新的头结点
/*** 时间复杂度 O(n)* 空间复杂度 O(1)* @param head* @param val* @return*/
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {// 设置一个虚拟的头结点ListNode dummy = new ListNode();dummy.next = head;ListNode cur = dummy;while (cur.next != null) {if (cur.next.val == val) {cur.next = cur.next.next;} else {cur = cur.next; }}return dummy.next;
}设计链表
设计的为单链表时
我分析这个代码的思路，因为是链表，内存空间不是连续的，所以对那个Index的理解不明确；
而且又是单链表，只有一个next指针，所以分析的时候要注意什么找到什么链表
707. 设计链表 - 力扣（LeetCode）
思路
这是链表最基础的操作，牢记于心！
首先初始化：由于给的是链表：MyLinkedList ，需要初始化size（长度），listnode(头节点)。而题目没有给出listnode的定义，需要自己定义一个ListNode类，记得定义构造函数，不然在MyLinkedList初始化的时候无法直接赋值。
1.核心是addAtIndex(int index, int val)；需要判断index,如果大于size,返回；
如果<0，令其=0；
执行插入，由于是index的前面插入，所以要找到index的前驱节点：循环次数=index;插入时先将新节点与pre.next连接，再将pre.next=新节点。这样是为了防止先执行 pre.next=新节点，会断链找不到后面的链表。
2.addAtHead，addAtTail直接调用addAtIndex即可。
3.deleteAtIndex(int index)，首先找到index的前驱节点，然后将pre.next=pre.next.next即可。
4.get(int index)：首先进行有效值判断，然后for循环即可。这里不需要找到前驱节点，因此循环次数是Index+1.
解题过程
刚开始用的是while循环，每次pre指针往后移动的时候，Index--;这样肯定没有for循环看着舒适。而且没有搞明白什么时候需要找到先驱节点（插入，删除），以及循环多少次可以找到先驱节点（当pre=head的时候，循环次数=index）。以及不会写列表的构造函数（size,listnode），不过我现在都会啦~！
//单链表
class ListNode {int val;ListNode next;ListNode(){}ListNode(int val) {this.val=val;}
}
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，注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点public int get(int index) {//如果index非法，返回-1if (index < 0 || index >= size) {return -1;}ListNode currentNode = head;//包含一个虚拟头节点，所以查找第 index+1 个节点for (int i = 0; i <= index; i++) {currentNode = currentNode.next;}return currentNode.val;}public void addAtHead(int val) {ListNode newNode = new ListNode(val);newNode.next = head.next;head.next = newNode;size++;// 在链表最前面插入一个节点，等价于在第0个元素前添加// addAtIndex(0, val);}public void addAtTail(int val) {ListNode newNode = new ListNode(val);ListNode cur = head;while (cur.next != null) {cur = cur.next;}cur.next = newNode;size++;// 在链表的最后插入一个节点，等价于在(末尾+1)个元素前添加// addAtIndex(size, val);}// 在第 index 个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。// 如果 index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点// 如果 index 大于链表的长度，则返回空public void addAtIndex(int index, int val) {if (index > size) {return;}if (index < 0) {index = 0;}size++;//找到要插入节点的前驱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--;//因为有虚拟头节点，所以不用对Index=0的情况进行特殊处理ListNode pred = head;for (int i = 0; i < index ; i++) {pred = pred.next;}pred.next = pred.next.next;}
}
当设计的为双链表时
class MyLinkedList { //记录链表中元素的数量int size;//记录链表的虚拟头结点和尾结点ListNode head,tail;public MyLinkedList() {//初始化操作this.size = 0;this.head = new ListNode(0);this.tail = new ListNode(0);//这一步非常关键，否则在加入头结点的操作中会出现null.next的错误！！！head.next=tail;tail.prev=head;}public int get(int index) {//判断index是否有效if(index>=size){return -1;}ListNode cur = this.head;//判断是哪一边遍历时间更短if(index >= size / 2){//tail开始cur = tail;for(int i=0; i< size-index; i++){cur = cur.prev;}}else{for(int i=0; i<= index; i++){cur = cur.next; }}return cur.val;}public void addAtHead(int val) {//等价于在第0个元素前添加addAtIndex(0,val);}public void addAtTail(int val) {//等价于在最后一个元素(null)前添加addAtIndex(size,val);}public void addAtIndex(int index, int val) {//index大于链表长度if(index>size){return;}size++;//找到前驱ListNode pre = this.head;for(int i=0; i<index; i++){pre = pre.next;}//新建结点ListNode newNode = new ListNode(val);newNode.next = pre.next;pre.next.prev = newNode;newNode.prev = pre;pre.next = newNode;}public void deleteAtIndex(int index) {//判断索引是否有效if(index>=size){return;}//删除操作size--;ListNode pre = this.head;for(int i=0; i<index; i++){pre = pre.next;}pre.next.next.prev = pre;pre.next = pre.next.next;}
}/*** Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:* MyLinkedList obj = new MyLinkedList();* int param_1 = obj.get(index);* obj.addAtHead(val);* obj.addAtTail(val);* obj.addAtIndex(index,val);* obj.deleteAtIndex(index);*/反转链表
这个题目有点难理解
206. 反转链表 - 力扣（LeetCode）
方法一：双指针法
class Solution {public ListNode reverseList(ListNode head) {//申请节点，pre和 cur，pre指向nullListNode pre = null;ListNode cur = head;ListNode tmp = null;while(cur!=null) {//记录当前节点的下一个节点tmp = cur.next;//然后将当前节点指向precur.next = pre;//pre和cur节点都前进一位pre = cur;cur = tmp;}return pre;}
}方法二：递归的方法
这个思路真的没有看懂。。
class Solution {public ListNode reverseList(ListNode head) {//递归终止条件是当前为空，或者下一个节点为空if(head==null || head.next==null) {return head;}//这里的cur就是最后一个节点ListNode cur = reverseList(head.next);//这里请配合动画演示理解//如果链表是 1->2->3->4->5，那么此时的cur就是5//而head是4，head的下一个是5，下下一个是空//所以head.next.next 就是5->4head.next.next = head;//防止链表循环，需要将head.next设置为空head.next = null;//每层递归函数都返回cur，也就是最后一个节点return cur;}
}
206. 反转链表 - 力扣（LeetCode）
递归过程与迭代类似，我们可以抽象出一个函数每次执行反转节点的动作，然后递归处理下一个节点，直到节点为空链表处理结束。
class Solution {private ListNode reversedHead; // 反转后链表的头节点public ListNode reverseList(ListNode head) {reverse(null, head); // 从头节点开始反转，头节点的上一个节点为空return reversedHead;}// 反转节点curr，last为curr的上一个节点private void reverse(ListNode last, ListNode curr){if(curr == null){// curr为空，到达链表尾部，last就是原链表最后一个节点，即反转后的链表的头节点reversedHead = last;return;}reverse(curr, curr.next); // 递归反转下一个节点curr.next = last; // 反转当前节点}
}
两两交换链表中的节点
递归
又是递归，我真的看不懂递归，感觉脑子炸了，明天再来好好整理复盘递归这两个代码
class Solution {public ListNode swapPairs(ListNode head) {// base case 退出提交if(head == null || head.next == null) return head;// 获取当前节点的下一个节点ListNode next = head.next;// 进行递归ListNode newNode = swapPairs(next.next);// 这里进行交换next.next = head;head.next = newNode;return next;}
} 
