美女面试官问我链表的CURD，我彻底懵圈了……

一、基础

1、定义

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。

2、相关概念

一个完整的链表需要由以下几个部分组成：

1. 头指针：一个普通的指针，它的特点是永远指向链表第一个结点的位置。
2. 结点：节点包含三类：头结点、首元节点和其它节点。

(1)头结点(非必须)：一个不存任何数据的空节点，通常作为链表的第一个节点。

(2)首元结点：链表中第一个存有数据的节点称为首元结点。

(3)其它结点：链表中的其它结点。

3、结点包含内容

链表中每个节点包含两个部分：

1. 数据域：存储数据元素本身。
2. 指针域：指向直接后续元素的指针。

二、链表分类及相关操作

链表存在很多种类，下面重点讲述单向链表、双向链表的结点结构，以及其对应的CURD(添加、更改、查找、删除)。

1、 单向链表

对于单链表的相应编程，我们均按照默认头指针指向首元结点这样的结构进行代码实现。

（1）结点结构

结点作为链表的重要组成部分，其结构可用如下代码表示：

function ListNode(val, next) {
    this.val = val;
    this.next = next === undefined ? null : next;
}

扩展：如何根据一个数组创建链表。

function createLinkedList(arr) {
    const head = new ListNode(arr[0]);
    let current = head;
    for (let i = 1; i < arr.length; i++) {
        const node = new ListNode(arr[i]);
        current.next = node;
        current = current.next;
    }
    return head;
}

（2）遍历(查找)

在链表中查找指定数据元素，其思路是从表头依次遍历表中节点，用被查找元素与各结点中存储的数据元素进行对比，直到对比成功或遍历至链表最末端的null。

// 查找
function selectVal(head, val) {
    let current = head;
    // 判断是否为null
    while (current) {
        // 判断是否对比成功
        if (current.val === val) {
            return current;
        }
        current = current.next;
    }
    return null;
}

（3）添加

向链表中添加元素，根据添加位置不同，可分为3中情况:

1. 插入到链表的头部。
2. 插入到链表中间的某个位置。
3. 插入到链表的最末端，作为链表中最后一个数据元素。

插入思想

1. 将新结点的next指针指向插入位置后的结点。
2. 将插入位置前结点的next指针指向插入结点。

function insertVal(head, val, add) {
    const newNode = new ListNode(add);
    // 查找插入节点
    const currentNode = selectVal(head, val);
    if (!currentNode) {
        return null;
    }
    // 1. 将新结点的next指针指向插入位置后的节点
    newNode.next = currentNode.next;
    // 2. 将插入位置前节点的next指针指向插入节点
    currentNode.next = newNode;
    return head;
}

（4）删除

删除的元素的时候要注意链表的结构，注意有没有空值的头结点，有头结点的时候删除的时候就不需要判断删除的是不是第一个值，否则需要进行判断。

function delVal(head, val) {
    // 当一个结点也不存在时，直接返回空
    if (!head) {
        return null;
    }
    // 如果删除的是第一个节点，直接将head指向第二个节点
    if (head.val === val) {
        head = head.next;
        return head;
    }
    // 如果删除的不是第一个节点
    let current = head;
    // 找到待删除元素的前一个值
    while (current.next && current.next.val !== val) {
        current = current.next;
    }
    if (current.next) {
        // 将删除结点的前一个结点的next值直接指向删除结点的下一个节点
        current.next = current.next.next;
    }
    return head;
}

（5）更改

更新链表中的元素，只需要通过遍历找到存储此元素的节点，对节点中的数据域做更改操作即可。

function updateVal(head, val, newVal) {
    let current = head;
    while (current) {
        if (current.val === val) {
            current.val = newVal;
            return head;
        }
        current = current.next;
    }
    return null;
}

2、 双向链表

单链表只有一个方向，从头结点到尾结点，双向链表指各个节点之间的逻辑关系是双向的，其结点结构和链表结构如下所示：

结点结构：

链表结构：

（1）结点结构

双向链表的节点结构相比于单向链表，多了一个prev属性，如下所示：

function ListNode(val, prev, next) {
    this.val = val;
    this.prev = prev === undefined ? null : prev;
    this.next = next === undefined ? null : next;
}

（2）遍历(查找)

双向链表的查找和单向链表的查找类似，都是遍历链表。

function selectVal(head, val) {
    let current = head;
    while (current) {
        if (current.val === val) {
            return current;
        }
        current = current.next;
    }
    return null;
}

（3）添加

在某个节点后插入结点，其思想是：

1. 找到该插入结点。
2. 将新结点的next指针指向插入位置后的结点。
3. 将新结点的prev指针指向插入位置的结点。
4. 将插入节点的next指针指向新结点。

/**
 * 插入(在某个节点后插入)
 */
function insertVal(head, val, add) {
    const newNode = new ListNode(add);
    // 查找插入节点
    const currentNode = selectVal(head, val);
    if (!currentNode) {
        return null;
    }
    // 1. 将新结点的next指针指向插入位置后的结点
    newNode.next = currentNode.next;
    // 2. 将新结点的prev指针指向插入位置的结点
    newNode.prev = currentNode;
    // 3. 将插入节点的next指针指向新结点
    currentNode.next = newNode;
    return head;
}

（4）删除

双链表删除结点时，只需要遍历链表找到要删除的链表，然后将该链表从表中摘除即可。

(注：针对头指针直线的结点需要做特殊处理，否则head永远指向的是原始的第一个节点)。

/**
 * 删除
 * 
 * 双链表删除结点时，只需要遍历链表找到要删除的链表，然后将该链表从表中摘除即可
 */
function delVal(head, val) {
    let current = head;
    while (current) {
        if (current.val === val) {
            if (current.next) {
                current.next.prev = current.prev;
            }
            if (current.prev) {
                current.prev.next = current.next;
            } else {
                // 针对头指针直线的结点需要做特殊处理，否则head永远指向的是原始的第一个节点
                head = current.next;
            }
            return head;
        }
        current = current.next;
    }
    return null;
}

（5）更改

更新链表中的元素，只需要通过遍历找到存储此元素的节点，对节点中的数据域做更改操作即可。

/**
 * 更新
 * 
 * 更新链表中的元素，只需要通过遍历找到存储此元素的节点，对节点中的数据域做更改操作即可
 */
function updateVal(head, val, newVal) {
    let current = head;
    while (current) {
        if (current.val === val) {
            current.val = newVal;
            return head;
        }
        current = current.next;
    }
    return null;
}

本文标题：美女面试官问我链表的CURD，我彻底懵圈了……
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