来源： 代码随想录-程序员 Carl

什么是链表，链表是一种通过指针串联在一起的线性结构，每一个节点是由两部分组成，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）。

链表的类型

接下来说一下链表的几种类型 :

单链表

链接的入口点称为列表的头结点也就是 head。

如图所示：

双链表

单链表中的节点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 4

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：

链表 3

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个不同地址空间上，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化，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：

链表-删除节点

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：

链表-添加节点

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：

链表-链表与数据性能对比

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。