链表介绍 - Java

什么是链表？

链表是一种数据结构，可以将一组数据按照一定的顺序进行存储和访问。与数组不同的是，链表中的元素不一定是存储在连续的内存空间中，而是散布在内存中，通过指针来相互连接。

链表可以分为单向链表、双向链表和循环链表三种。

单向链表

单向链表是由多个单个的节点组成，每个节点包含两个部分：数据和指向下一个节点的指针。

在Java中，我们可以通过定义一个Node类来实现单向链表。

public class Node {
    public int data; // 存储数据
    public Node next; // 指向下一个节点的指针
}

我们可以根据实际需求对Node类进行拓展，比如添加setter/getter方法。

向链表中添加元素的过程就是创建一个新的Node对象，并将其加入链表的末尾。

双向链表

双向链表在节点的基础上，新增加了一个指向前一个节点的指针。相对于单向链表，双向链表可以双向遍历，从而实现一些高级操作。

同样，我们可以通过定义Node类来实现双向链表。

public class Node {
    public int data; // 存储数据
    public Node next; // 指向下一个节点的指针
    public Node prev; // 指向前一个节点的指针
}

向链表中添加元素的过程与单向链表类似。

循环链表

循环链表和普通链表相比，最后一个节点并不是指向Null，而是指向第一个节点，从而形成了一个环。

public class Node {
    public int data; // 存储数据
    public Node next; // 指向下一个节点的指针
}

向链表中添加元素的过程与单向链表类似。

链表的优点

链表相对于数组有如下优点：

1. 动态扩容。链表可以动态地添加和删除元素，而不用像数组一样需要提前分配空间。
2. 灵活性。链表可以根据实际情况进行变形，比如单向链表、双向链表和循环链表。
3. 实现简单。链表的底层实现可以相对简单，从而提高程序的运行效率。

链表的缺点

链表相对于数组有如下缺点：

1. 随机访问性能较差。链表存储的元素在内存中是分散的，因此在进行随机访问时，需要不断地遍历链表，效率较低。
2. 空间消耗大。链表每个元素都需要额外的空间存储指针，因此相比于数组，链表占用的内存空间更大。

结语

链表是一种非常重要的数据结构，可以应用于各种场合。学好链表的实现方式，可以使程序员在面对各种算法问题时更加游刃有余。