【本节目标】

1. ArrayList的缺陷
2. 链表
3. 链表相关oj
4. LinkedList的模拟实现
5. LinkedList的使用
6. ArrayList和LinkedList的区别

1. ArrayList的缺陷

上节课已经熟悉了ArrayList的使用，并且进行了简单模拟实现。通过源码知道，ArrayList底层使用数组来存储元素：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{// ...// 默认容量是10private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//...// 数组：用来存储元素transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access// 有效元素个数private int size;public ArrayList(int initialCapacity) {if (initialCapacity > 0) {this.elementData = new Object[initialCapacity];} else if (initialCapacity == 0) {this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;} else {throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity);}}// ...
}

由于其底层是一段连续空间，当在ArrayList任意位置插入或者删除元素时，就需要将后序元素整体往前或者往后搬移，时间复杂度为O(n)，效率比较低，因此ArrayList不适合做任意位置插入和删除比较多的场景。因此：java集合中又引入了LinkedList，即链表结构。

2. 链表

2.1 链表的概念及结构

链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的

实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构：

1. 单向或者双向
   
2. 带头或者不带头
   
3. 循环或者非循环
   
   虽然有这么多的链表的结构，但是我们重点掌握两种:

• 无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
• 无头双向链表：在Java的集合框架库中LinkedList底层实现就是无头双向循环链表。
  

2.2 链表的实现

// 1、无头单向非循环链表实现
public class SingleLinkedList {//头插法public void addFirst(int data){}//尾插法public void addLast(int data){}//任意位置插入,第一个数据节点为0号下标public void addIndex(int index,int data){}//查找是否包含关键字key是否在单链表当中public boolean contains(int key){return false;}//删除第一次出现关键字为key的节点public void remove(int key){}//删除所有值为key的节点public void removeAllKey(int key){}//得到单链表的长度public int size(){return -1;}public void clear() {}public void display() {}
}

display()

如果如上图 head就为空了 后面无法对head操作
修改如下：

size

contains

头插法


尾插法

若如下 head为空时 将会报错

改成

3.链表面试题

1. 删除链表中等于给定值 val 的所有节点。OJ链接
2. 反转一个单链表。 OJ链接
3. 给定一个带有头结点 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。OJ链接
4. 输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。 OJ链接
5. 将两个有序链表合并为一个新的有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。OJ链接
6. 编写代码，以给定值x为基准将链表分割成两部分，所有小于x的结点排在大于或等于x的结点之前 。OJ链接
7. 链表的回文结构。OJ链接
8. 输入两个链表，找出它们的第一个公共结点。OJ链接
   
9. 给定一个链表，判断链表中是否有环。OJ链接
   【思路】
   快慢指针，即慢指针一次走一步，快指针一次走两步，两个指针从链表起始位置开始运行，如果链表带环则一定会在环中相遇，否则快指针率先走到链表的末尾。比如：陪女朋友到操作跑步减肥。
   【扩展问题】

• 为什么快指针每次走两步，慢指针走一步可以？
  假设链表带环，两个指针最后都会进入环，快指针先进环，慢指针后进环。当慢指针刚进环时，可能就和快指针相遇了，最差情况下两个指针之间的距离刚好就是环的长度。此时，两个指针每移动一次，之间的距离就缩小一步，不会出现每次刚好是套圈的情况，因此：在慢指针走到一圈之前，快指针肯定是可以追上慢指针的，即相遇。
• 快指针一次走3步，走4步，…n步行吗？
• 

10. 给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 NULLOJ链接

• 结论
  让一个指针从链表起始位置开始遍历链表，同时让一个指针从判环时相遇点的位置开始绕环运行，两个指针都是每次均走一步，最终肯定会在入口点的位置相遇。
• 证明