当前位置：首页 > news >正文

算法实战入门第二篇：链表结构与五大经典应用

news 2025/8/21 6:36:02

链表作为一种基础而灵活的数据结构，在算法与面试题中频繁出现。它与数组最大的区别在于：数组是连续内存存储，而链表通过指针动态连接节点，更适合频繁插入与删除的场景。

本文将带你从链表的基本结构与操作入手，再通过 五道高频经典题 进行实战演练，帮助你在面试和实际开发中都能熟练掌握链表。

一、链表基础结构

1. 单链表

每个节点包含 值 + 指向下一个节点的指针。

public class ListNode {public int val;public ListNode next;public ListNode(int val = 0, ListNode next = null) {this.val = val;this.next = next;}
}

特点：

插入、删除操作灵活（O(1)），但查找需要遍历（O(n)）。

2. 双链表

每个节点包含 前驱指针 + 值 + 后继指针。
优点是支持反向操作，缺点是额外占用空间。

📌 小技巧：虚拟头节点（Dummy Node）
在很多题目中，我们会引入一个哨兵节点，简化头结点的插入和删除逻辑，避免边界问题。

二、链表常见操作

遍历链表：从头节点逐一访问，时间复杂度 O(n)。
头插法 / 尾插法：在头部或尾部插入节点，O(1)。
删除节点：找到前驱节点并修改指针，O(1)。
查找节点：线性查找，O(n)。

👉 在算法题中，这些操作往往与指针技巧结合使用，形成套路化解法。

三、五道高频经典链表题

1. 反转链表（LeetCode 206）

使用三指针迭代反转。

public ListNode ReverseList(ListNode head) {ListNode prev = null;ListNode curr = head;while (curr != null) {ListNode nextTemp = curr.next;curr.next = prev;prev = curr;curr = nextTemp;}return prev;
}

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

2. 合并两个有序链表（LeetCode 21）

双指针比较大小，利用虚拟头节点。

public ListNode MergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {ListNode dummy = new ListNode(-1);ListNode curr = dummy;while (l1 != null && l2 != null) {if (l1.val < l2.val) {curr.next = l1;l1 = l1.next;} else {curr.next = l2;l2 = l2.next;}curr = curr.next;}curr.next = (l1 != null) ? l1 : l2;return dummy.next;
}

3. 删除倒数第 N 个节点（LeetCode 19）

快慢指针：fast 先走 n+1 步，再和 slow 同时前进。

public ListNode RemoveNthFromEnd(ListNode head, int n) {ListNode dummy = new ListNode(0, head);ListNode fast = dummy, slow = dummy;for (int i = 0; i <= n; i++) fast = fast.next;while (fast != null) {fast = fast.next;slow = slow.next;}slow.next = slow.next.next;return dummy.next;
}

4. 环检测与环入口定位（LeetCode 141 / 142）

Floyd 快慢指针法。

public ListNode DetectCycle(ListNode head) {ListNode slow = head, fast = head;while (fast != null && fast.next != null) {slow = slow.next;fast = fast.next.next;if (slow == fast) { // 相遇说明有环ListNode p1 = head;ListNode p2 = slow;while (p1 != p2) {p1 = p1.next;p2 = p2.next;}return p1; // 环入口}}return null;
}

5. 链表相交判断（LeetCode 160）

双指针技巧：走完自己的链表后跳到对方链表。

public ListNode GetIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {if (headA == null || headB == null) return null;ListNode p1 = headA, p2 = headB;while (p1 != p2) {p1 = (p1 == null) ? headB : p1.next;p2 = (p2 == null) ? headA : p2.next;}return p1;
}