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！
其他语言版本
Java：
public class ListNode {
// 结点的值
int val;
// 下一个结点
ListNode next;
// 节点的构造函数(无参)
public ListNode() {
}
// 节点的构造函数(有一个参数)
public ListNode(int val) {
this.val = val;
}
// 节点的构造函数(有两个参数)
public ListNode(int val, ListNode next) {
this.val = val;
this.next = next;
}
}
JavaScript:
class ListNode {
val;
next = null;
constructor(value) {
this.val = value;
this.next = null;
}
}
TypeScript:
class ListNode {
public val: number;
public next: ListNode|null = null;
constructor(value: number) {
this.val = value;
this.next = null;
}
}
Python：
class ListNode:
def __init__(self, val, next=None):
self.val = val
self.next = next
Go：
type ListNode struct {
Val int
Next *ListNode
}
Scala:
class ListNode(_x: Int = 0, _next: ListNode = null) {
var next: ListNode = _next
var x: Int = _x
}
Rust:
#[derive(PartialEq, Eq, Clone, Debug)]
pub struct ListNode<T> {
pub val: T,
pub next: Option<Box<ListNode<T>>>,
}
impl<T> ListNode<T> {
#[inline]
fn new(val: T, node: Option<Box<ListNode<T>>>) -> Self {
ListNode { next: node, val }
}
}
C:
typedef struct ListNodeT {
int val;
struct ListNodeT next;
} ListNode;
C#
public class Node<T>
{
// 节点存储的数据
public T Data { get; set; }
// 指向下一个节点的引用
public Node<T> Next { get; set; }
// 节点的构造函数，用于初始化节点
public Node(T data)
{
Data = data;
Next = null; // 初始时没有下一个节点，因此设为 null
}
}