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链表概念的讲解
链表是什么
链表是一种线性数据结构，每个节点都存有数据，通过指针将各个节点链接在一起。
链表的性质
- 一致性: 每个节点有相同的数据结构，相同的数据大小，内存中占据相同的大小，存储相同的数据类型。
- 有序性: 节点之间的相对顺序固定，排在某节点前面的节点就是它的前驱，后面的节点就是它的后继，所以定义里面有'线性'。
链表的分类
链接方式分类：单向链表，双向链表。
ps: 代码展示只用单链表举例。
单链表结构
节点定义
class Node(object):"""单链表结构的Node节点"""
def __init__(self, data, next_node=None):"""Node节点的初始化方法。
data:存储的数据
next:下一个Node节点的引用地址
"""
self.data = data
self.next = next_node双链表结构
双链表中的每个节点包含数据+指向前驱和后继的指针。
链表的基本操作
链表基本操作: 插入，搜索，删除。以下分别讲每个操作是如何操作的，时间复杂度多少，为什么是那么多，根据时间复杂度判断链表的适合场景。查找
按照索引/值查找: 遍历找到对应的位置/值，然后返回该节点。
# 按照值查找
node = head_nodewhile node.data != value:
node = node.next_node# 按照索引查找
pos = 0while pos != index:
node = node.next_node
pos += 1时间复杂度：是线性遍历的，所以时间复杂度是O(n)。因为时间复杂度相对较高，所以在大量数据需要经常用检索的时候就不要用链表了。
插入
按照index插入
1.先创建新节点new_node
2.找到要插入的位置的前驱节点pre
3.新节点new_node指向pre的后继节点
4.pre指向新节点
new_node.next = pred.next
pred.next = new_node时间复杂度：由于第2步要线性遍历去找index位置，所以时间复杂度是O(n)。如果插入在头部，就不需要找位置，时间复杂度是O(1)。
删除
如何做删除的
1.找到待删节点的前驱pred
2.把它的前驱节点的后继指向待删节点后继的后继
pred.next = pred.next.next时间复杂度：因为要去找前驱，所以线性遍历，时间复杂度是O(n)。如果删除头部，就不需要找位置，时间复杂度是O(1)。
链表常见的考点: 哑节点(边界条件)- 用于简化边界情况，链表为空或链表的头结点和尾节点。解决办法，自己创建一个哑节点，然后把它的后继连接原节点。
链表的实际应用，通常用于顺序记录的存储，无需提前分配空间，仅适用小规模数据存储。
对于适用的操作属性来说，链表适合查找少，无需排序的使用场景，原因:是链表的查找效率不高，通过调整指针可以快速调节节点的相对位置。
业界应用: 小规模日志记录(通话记录或通讯录)，读到内存中后可以以链表的方式进行存储；操作系统中内存快的缓存也可以用链表来实现，LRU缓存(利用了链表快速调整相对位置优势)。
模式识别
以下这些适用解决链表相关问题。
runner and chaser类型题目中有关键词: 要寻找每个特定位置/相对位置。就用后移速度不同的快慢指针来解决使以下文章用到这个方法:【LeetCode-19-Remove Nth Node From End of List】删除链表的倒数第N个节点
【LeetCode-141-Linked List Cycle】环形链表
【LeetCode-876-Middle of the Linked List】链表的中间节点
【LeetCode24. Swap Nodes in Pairs】两两交换链表中的元素
【LeetCode-25-Reverse Nodes in k-Group】K 个一组翻转链表
【LeetCode-143-Reorder List】重排链表，次头条。
【LeetCode-21. Merge Two Sorted Lists】合并两个有序链表
自己实现一个单链表类
实现插入查找删除的功能。
class ListNode(object):
def __init__(self, value):"""
value: 节点的数据值
next: 节点的后继
"""
self.value = value
self.next = None
class MyLinkedList(object):
def __init__(self):"""
Initialize your data structure here.
"""
self.head = ListNode(0) # 用哑结点来当头节点，方便处理插入和删除的边界情况。
self.size = 0
def get(self, index):"""按照索引查找
Get the value of the index-th node in the linked list. If the index is invalid, return -1.
:type index: int
:rtype: int
"""# 异常情况: 如果索引无效 | 索引超出范围if index = self.size:return -1
node = self.headfor _ in range(index + 1): # 记得链表的头结点是哑结点，所以range后界要+1
node = node.nextreturn node.value # 是返回节点值
def addAtHead(self, val):"""添加到头节点
Add a node of value val before the first element of the linked list. After the insertion, the new node will be the first node of the linked list.
:type val: int
:rtype: None
"""
self.addAtIndex(0, val)
def addAtTail(self, val):"""添加到尾节点
Append a node of value val to the last element of the linked list.
:type val: int
:rtype: None
"""
self.addAtIndex(self.size, val)
def addAtIndex(self, index, val):"""按照索引添加node
:type index: int
:type val: int
:rtype: None
"""# 异常情况: 如果索引无效 | 索引超出范围if index = self.size + 1:return # 什么都不做# 找到要加入节点的前驱节点
node = self.headfor _ in range(index):
node = node.next# 加入新节点
new_node = ListNode(val) # 创建新节点
new_node.next = node.next
node.next = new_node# 链表的总数加1
self.size += 1
def deleteAtIndex(self, index):"""删除节点
因为删除操作的流程是，待删节点node的前驱pre，改变pre后继节点到node的后继节点，所以找的节点应该是pre
:type index: int
:rtype: None
"""# 异常情况: 如果索引无效 | 索引超出范围if index = self.size:return # 什么都不做# 找到要删除的节点
node = self.headfor _ in range(index): # 找到待删节点的前驱节点，因为我们已经在头部加了哑结点，所以真正的头部节点是不用单独处理的，按照常规删节点的方式处理
node = node.next# 删除待删节点
node.next =node.next.next# 链表的总数减1
self.size -= 1参考资料:
- 力扣
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