链表
关于链表，你该了解这些！
什么是链表，链表是一种通过指针串联在一起的线性结构，每一个节点由两部分组成，一个是数据域一个是指针域（存放指向下一个节点的指针），最后一个节点的指针域指向null（空指针的意思）。
链表的入口节点称为链表的头结点也就是head。
如图所示： 
链表的类型
接下来说一下链表的几种类型:
单链表
刚刚说的就是单链表。
双链表
单链表中的指针域只能指向节点的下一个节点。
双链表：每一个节点有两个指针域，一个指向下一个节点，一个指向上一个节点。
双链表 既可以向前查询也可以向后查询。
如图所示： 
循环链表
循环链表，顾名思义，就是链表首尾相连。
循环链表可以用来解决约瑟夫环问题。
链表的存储方式
了解完链表的类型，再来说一说链表在内存中的存储方式。
数组是在内存中是连续分布的，但是链表在内存中可不是连续分布的。
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。
如图所示：
这个链表起始节点为2， 终止节点为7， 各个节点分布在内存的不同地址空间上，通过指针串联在一起。
链表的定义
接下来说一说链表的定义。
链表节点的定义，很多同学在面试的时候都写不好。
这是因为平时在刷leetcode的时候，链表的节点都默认定义好了，直接用就行了，所以同学们都没有注意到链表的节点是如何定义的。
而在面试的时候，一旦要自己手写链表，就写的错漏百出。
这里我给出C/C++的定义链表节点方式，如下所示：
// 单链表
struct ListNode {
int val; // 节点上存储的元素
ListNode *next; // 指向下一个节点的指针
ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} // 节点的构造函数
};
有同学说了，我不定义构造函数行不行，答案是可以的，C++默认生成一个构造函数。
但是这个构造函数不会初始化任何成员变量，下面我来举两个例子：
通过自己定义构造函数初始化节点：
ListNode* head = new ListNode(5);
使用默认构造函数初始化节点：
ListNode* head = new ListNode();
head->val = 5;
所以如果不定义构造函数使用默认构造函数的话，在初始化的时候就不能直接给变量赋值！
链表的操作
删除节点
删除D节点，如图所示：
只要将C节点的next指针 指向E节点就可以了。
那有同学说了，D节点不是依然存留在内存里么？只不过是没有在这个链表里而已。
是这样的，所以在C++里最好是再手动释放这个D节点，释放这块内存。
其他语言例如Java、Python，就有自己的内存回收机制，就不用自己手动释放了。
添加节点
如图所示：
可以看出链表的增添和删除都是O(1)操作，也不会影响到其他节点。
但是要注意，要是删除第五个节点，需要从头节点查找到第四个节点通过next指针进行删除操作，查找的时间复杂度是O(n)。
性能分析
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。
相信大家已经对链表足够的了解，后面我会讲解关于链表的高频面试题目，我们下期见！
链表经典题目
虚拟头结点
在链表：听说用虚拟头节点会方便很多？ (opens new window)中，我们讲解了链表操作中一个非常重要的技巧：虚拟头节点。
链表的一大问题就是操作当前节点必须要找前一个节点才能操作。这就造成了，头结点的尴尬，因为头结点没有前一个节点了。
每次对应头结点的情况都要单独处理，所以使用虚拟头结点的技巧，就可以解决这个问题。
在链表：听说用虚拟头节点会方便很多？ (opens new window)中，我给出了用虚拟头结点和没用虚拟头结点的代码，大家对比一下就会发现，使用虚拟头结点的好处。
链表的基本操作
在链表：一道题目考察了常见的五个操作！ (opens new window)中，我们通过设计链表把链表常见的五个操作练习了一遍。
这是练习链表基础操作的非常好的一道题目，考察了：
- 获取链表第index个节点的数值
- 在链表的最前面插入一个节点
- 在链表的最后面插入一个节点
- 在链表第index个节点前面插入一个节点
- 删除链表的第index个节点的数值
可以说把这道题目做了，链表基本操作就OK了，再也不用担心链表增删改查整不明白了。
这里我依然使用了虚拟头结点的技巧，大家复习的时候，可以去看一下代码。
反转链表
在链表：听说过两天反转链表又写不出来了？ (opens new window)中，讲解了如何反转链表。
因为反转链表的代码相对简单，有的同学可能直接背下来了，但一写还是容易出问题。
反转链表是面试中高频题目，很考察面试者对链表操作的熟练程度。
我在文章 (opens new window)中，给出了两种反转的方式，迭代法和递归法。
建议大家先学透迭代法，然后再看递归法，因为递归法比较绕，如果迭代还写不明白，递归基本也写不明白了。
可以先通过迭代法，彻底弄清楚链表反转的过程！
删除倒数第N个节点
在链表：删除链表倒数第N个节点，怎么删？ (opens new window)中我们结合虚拟头结点 和 双指针法来移除链表倒数第N个节点。
链表相交
链表：链表相交 (opens new window)使用双指针来找到两个链表的交点（引用完全相同，即：内存地址完全相同的交点）
环形链表
在链表：环找到了，那入口呢？ (opens new window)中，讲解了在链表如何找环，以及如何找环的入口位置。
这道题目可以说是链表的比较难的题目了。 但代码却十分简洁，主要在于一些数学证明。