#来自ウルトラマンティガ（迪迦）
1 线性表
最基本、最简单、最常用的一种数据结构。一个线性表是 n 个具有相同特性的数据元素的有限序列。
特征：数据元素之间是一对一的逻辑关系。
- 第一个数据元素没有前驱，称为头结点；
- 最后一个数据元素没有后继，称为尾结点；
- 除了头结点和尾结点，其他数据元素有且仅有一个前驱和一个后继。
分类：
- 顺序存储
- 链式存储
2 顺序表
顺序表是在计算机内存中以数组的形式保存的线性表，线性表的顺序存储是指用一组地址连续的存储单元，依次存储线性表中的各个元素。
public class SequenceList<T> implements Iterable<T> {
//存储元素的数组
private T[] eles;
//记录当前顺序表中的元素个数
private int N;
//构造方法
public SequenceList(int capacity) {
//初始化数组
this.eles = (T[]) new Object[capacity];
//初始化长度
this.N = 0;
}
//将一个线性表置为空表
public void clear() {
this.N = 0;
}
//判断当前线性表是否为空表
public boolean isEmpty() {
return N == 0;
}
//获取线性表的长度
public int length() {
return N;
}
//获取指定位置的元素
public T get(int i) {
return eles[i];
}
//向线型表中添加元素 t
public void insert(T t) {
if (N == eles.length) {
resize(2 * eles.length);
}
eles[N++] = t;
}
//在 i 元素处插入元素 t
public void insert(int i, T t) {
if (N == eles.length) {
resize(2 * eles.length);
}
//先把i索引处的元素及其后面的元素依次向后移动一位
for (int index = N; index > i; index--) {
eles[index] = eles[index - 1];
}
//再把t元素放到i索引处即可
eles[i] = t;
//元素个数+1
N++;
}
//删除指定位置i处的元素，并返回该元素
public T remove(int i) {
//记录索引i处的值
T current = eles[i];
//索引i后面元素依次向前移动一位即可
for (int index = i; index < N - 1; index++) {
eles[index] = eles[index + 1];
}
//元素个数-1
N--;
if (N < eles.length / 4) {
resize(eles.length / 2);
}
return current;
}
//查找t元素第一次出现的位置
public int indexOf(T t) {
for (int i = 0; i < N; i++) {
if (eles[i].equals(t)) {
return i;
}
}
return -1;
}
//根据参数newSize，重置eles的大小
public void resize(int newSize) {
//定义一个临时数组，指向原数组
T[] temp = eles;
//创建新数组
eles = (T[]) new Object[newSize];
//把原数组的数据拷贝到新数组即可
for (int i = 0; i < N; i++) {
eles[i] = temp[i];
}
}
@Override
public Iterator<T> iterator() {
return new SIterator();
}
private class SIterator implements Iterator {
private int cursor;
public SIterator() {
this.cursor = 0;
}
@Override
public boolean hasNext() {
return cursor < N;
}
@Override
public T next() {
return eles[cursor++];
}
}
}复杂度：
get(i)：时间复杂度 O(1)
insert(int i, T t)：时间复杂度 O(n)
remove(int i)：时间复杂度 O(n)
3 链表
链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列的结点（链表中的每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。
//链表结点
public class Node<T> {
//存储元素
public T item;
//指向下一个结点
public Node next;
public Node(T item, Node next) {
this.item = item;
this.next = next;
}
}复杂度：
get(i)：时间复杂度 O(n)
insert(int i, T t)：时间复杂度 O(1)
remove(int i)：时间复杂度 O(1)
3.1 单向链表
单向链表是链表的一种，它由多个结点组成，每个结点都由一个数据域 和一个指针域组成，数据域用来存储数据，指针域用来指向其后继结点。链表的头结点的数据域不存储数据，指针域指向第一个真正存储数据的结点。
public class LinkList<T> implements Iterable<T> {
//头结点
private Node head;
//链表的长度
private int N;
//结点类
private class Node {
//存储数据
T item;
//下一个结点
Node next;
public Node(T item, Node next) {
this.item = item;
this.next = next;
}
}
public LinkList() {
//初始化头结点、
this.head = new Node(null, null);
//初始化元素个数
this.N = 0;
}
//清空链表
public void clear() {
head.next = null;
this.N = 0;
}
//获取链表的长度
public int length() {
return N;
}
//判断链表是否为空
public boolean isEmpty() {
return N == 0;
}
//获取指定位置i出的元素
public T get(int i) {
//通过循环,从头结点开始往后找，依次找i次，就可以找到对应的元素
Node n = head.next;
for (int index = 0; index < i; index++) {
n = n.next;
}
return n.item;
}
//向链表中添加元素t
public void insert(T t) {
//找到当前最后一个结点
Node n = head;
while (n.next != null) {
n = n.next;
}
//创建新结点，保存元素t
Node newNode = new Node(t, null);
//让当前最后一个结点指向新结点
n.next = newNode;
//元素的个数+1
N++;
}
//向指定位置i出，添加元素t
public void insert(int i, T t) {
//找到i位置前一个结点
Node pre = head;
for (int index = 0; index <= i - 1; index++) {
pre = pre.next;
}
//找到i位置的结点
Node curr = pre.next;
//创建新结点，并且新结点需要指向原来i位置的结点
Node newNode = new Node(t, curr);
//原来i位置的前一个节点指向新结点即可
pre.next = newNode;
//元素的个数+1
N++;
}
//删除指定位置i处的元素，并返回被删除的元素
public T remove(int i) {
//找到i位置的前一个节点
Node pre = head;
for (int index = 0; index <= i - 1; i++) {
pre = pre.next;
}
//要找到i位置的结点
Node curr = pre.next;
//找到i位置的下一个结点
Node nextNode = curr.next;
//前一个结点指向下一个结点
pre.next = nextNode;
//元素个数-1
N--;
return curr.item;
}
//查找元素t在链表中第一次出现的位置
public int indexOf(T t) {
//从头结点开始，依次找到每一个结点，取出item，和t比较，如果相同，就找到了
Node n = head;
for (int i = 0; n.next != null; i++) {
n = n.next;
if (n.item.equals(t)) {
return i;
}
}
return -1;
}
@Override
public Iterator<T> iterator() {
return new LIterator();
}
private class LIterator implements Iterator {
private Node n;
public LIterator() {
this.n = head;
}
@Override
public boolean hasNext() {
return n.next != null;
}
@Override
public Object next() {
n = n.next;
return n.item;
}
}
//用来反转整个链表
public void reverse() {
//判断当前链表是否为空链表，如果是空链表，则结束运行，如果不是，则调用重载的reverse方法完成反转
if (isEmpty()) {
return;
}
reverse(head.next);
}
//反转指定的结点curr，并把反转后的结点返回
public Node reverse(Node curr) {
if (curr.next == null) {
head.next = curr;
return curr;
}
//递归的反转当前结点curr的下一个结点；返回值就是链表反转后，当前结点的上一个结点
Node pre = reverse(curr.next);
//让返回的结点的下一个结点变为当前结点curr；
pre.next = curr;
//把当前结点的下一个结点变为null
curr.next = null;
return curr;
}
}3.2 双向链表
双向链表也叫双向表，是链表的一种，它由多个结点组成，每个结点都由一个数据域和两个指针域组成，数据域用来存储数据，其中一个指针域用来指向其后继结点，另一个指针域用来指向前驱结点。链表的头结点的数据域不存储数据，指向前驱结点的指针域值为null，指向后继结点的指针域指向第一个真正存储数据的结点。
public class TowWayLinkList<T> implements Iterable<T> {
//首结点
private Node head;
//最后一个结点
private Node last;
//链表的长度
private int N;
//结点类
private class Node {
//存储数据
T item;
//指向上一个结点
Node pre;
//指向下一个结点
Node next;
public Node(T item, Node pre, Node next) {
this.item = item;
this.pre = pre;
this.next = next;
}
}
public TowWayLinkList() {
//初始化头结点和尾结点
this.head = new Node(null, null, null);
this.last = null;
//初始化元素个数
this.N = 0;
}
//清空链表
public void clear() {
this.head.next = null;
this.head.pre = null;
this.head.item = null;
this.last = null;
this.N = 0;
}
//获取链表长度
public int length() {
return N;
}
//判断链表是否为空
public boolean isEmpty() {
return N == 0;
}
//获取第一个元素
public T getFirst() {
if (isEmpty()) {
return null;
}
return head.next.item;
}
//获取最后一个元素
public T getLast() {
if (isEmpty()) {
return null;
}
return last.item;
}
//插入元素t
public void insert(T t) {
if (isEmpty()) {
//如果链表为空：
//创建新的结点
Node newNode = new Node(t, head, null);
//让新结点称为尾结点
last = newNode;
//让头结点指向尾结点
head.next = last;
} else {
//如果链表不为空
Node oldLast = last;
//创建新的结点
Node newNode = new Node(t, oldLast, null);
//让当前的尾结点指向新结点
oldLast.next = newNode;
//让新结点称为尾结点
last = newNode;
}
//元素个数+1
N++;
}
//向指定位置i处插入元素t
public void insert(int i, T t) {
//找到i位置的前一个结点
Node pre = head;
for (int index = 0; index < i; index++) {
pre = pre.next;
}
//找到i位置的结点
Node curr = pre.next;
//创建新结点
Node newNode = new Node(t, pre, curr);
//让i位置的前一个结点的下一个结点变为新结点
pre.next = newNode;
//让i位置的前一个结点变为新结点
curr.pre = newNode;
//元素个数+1
N++;
}
//获取指定位置i处的元素
public T get(int i) {
Node n = head.next;
for (int index = 0; index < i; index++) {
n = n.next;
}
return n.item;
}
//找到元素t在链表中第一次出现的位置
public int indexOf(T t) {
Node n = head;
for (int i = 0; n.next != null; i++) {
n = n.next;
if (n.next.equals(t)) {
return i;
}
}
return -1;
}
//删除位置i处的元素，并返回该元素
public T remove(int i) {
//找到i位置的前一个结点
Node pre = head;
for (int index = 0; index < i; index++) {
pre = pre.next;
}
//找到i位置的结点
Node curr = pre.next;
//找到i位置的下一个结点
Node nextNode = curr.next;
//让i位置的前一个结点的下一个结点变为i位置的下一个结点
pre.next = nextNode;
//让i位置的下一个结点的上一个结点变为i位置的前一个结点
nextNode.pre = pre;
//元素的个数-1
N--;
return curr.item;
}
@Override
public Iterator<T> iterator() {
return new TIterator();
}
private class TIterator implements Iterator {
private Node n;
public TIterator() {
this.n = head;
}
@Override
public boolean hasNext() {
return n.next != null;
}
@Override
public Object next() {
n = n.next;
return n.item;
}
}
}3.3 循环链表
链表整体要形成一个圆环状。让单向链表的最后一个节点的指针指向头结点。
4 题目
4.1 反转链表
LeetCode:24 题
定义一个函数，输入一个链表的头节点，反转该链表并输出反转后链表的头节点。
示例：
输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULLclass Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
ListNode pre = null;
ListNode cur = head;
while(cur != null) {
ListNode tmp = cur.next;
cur.next = pre;
pre = cur;
cur = tmp;
}
return pre;
}
}4.2 快慢指针
给定一个链表，判断链表中是否有环。
如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。
如果链表中存在环，则返回 true 。 否则，返回 false 。
示例：
输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
//快慢指针
if(head == null || head.next == null) return false;
ListNode slow = head;
ListNode fast = head.next;
while(slow != fast){
if(fast == null || fast.next == null) return false;
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
}
return true;
}
}