链表：从头理解到手写实现

2023-09-16 06:50:15

引言：

在计算机科学中，数据结构是组织和存储数据的一种形式。它们对于高效地管理和处理数据至关重要。链表是一种常用的线性数据结构，它以其灵活性、动态性以及在某些操作（如插入和删除）上的优势而闻名。

了解链表：

链表是由一组称为节点的数据元素组成的。每个节点包含一个数据项和指向下一个节点的指针。与数组等顺序存储结构不同，链表中的节点并不是连续存储的。相反，它们以一种动态的方式连接起来，允许根据需要轻松地插入和删除节点。

手动实现链表：

为了深入理解链表，让我们手动实现一个链表结构。以下是用 Java 编写的代码：

class Node {
    int data;
    Node next;

    Node(int data) {
        this.data = data;
    }
}

class LinkedList {
    Node head;

    // 头插法
    void addFirst(int data) {
        Node newNode = new Node(data);
        newNode.next = head;
        head = newNode;
    }

    // 尾插法
    void addLast(int data) {
        Node newNode = new Node(data);
        if (head == null) {
            head = newNode;
        } else {
            Node lastNode = head;
            while (lastNode.next != null) {
                lastNode = lastNode.next;
            }
            lastNode.next = newNode;
        }
    }

    // 删除节点
    void deleteNode(int data) {
        if (head == null) {
            return;
        }

        if (head.data == data) {
            head = head.next;
        } else {
            Node currentNode = head;
            while (currentNode.next != null) {
                if (currentNode.next.data == data) {
                    currentNode.next = currentNode.next.next;
                } else {
                    currentNode = currentNode.next;
                }
            }
        }
    }

    // 查找节点
    Node findNode(int data) {
        Node currentNode = head;
        while (currentNode != null) {
            if (currentNode.data == data) {
                return currentNode;
            }
            currentNode = currentNode.next;
        }
        return null;
    }

    // 链表反转
    void reverseLinkedList() {
        Node previous = null;
        Node current = head;
        Node next;

        while (current != null) {
            next = current.next;
            current.next = previous;
            previous = current;
            current = next;
        }
        head = previous;
    }
}