C++中单向链表的应用与实现

链表概述

链表是一种线性数据结构，但与数组不同，它不需要连续的内存空间。每个元素（称为节点）包含实际数据和一个指向列表中下一个节点的指针。这种结构使得链表在插入和删除操作上比数组更加高效。

单向链表详解

单向链表是最简单的链表形式，每个节点只包含一个指向前一节点或后一节点的链接。链表的起始点称为头节点，结束点称为尾节点，尾节点的指针通常指向空值null，表示链表的结束。

在单向链表中，插入和删除操作非常高效，因为这些操作仅需更改相关节点的指针，而无需移动其他数据。

插入操作示例：

删除操作示例：

然而，由于链表中的数据不是连续存储的，因此它不支持随机访问。查找特定数据时，必须从头节点开始逐个检查每个节点，直到找到目标数据。

特殊类型的链表

循环链表

循环链表是一种特殊的单向链表，其尾节点的指针指向头节点，形成一个闭环。这种结构在某些应用场景下非常有用，如实现循环队列。

双向链表

双向链表在每个节点中增加了对前驱节点的引用，这使得双向链表可以在前后两个方向上自由导航。虽然这会增加一些存储开销，但在需要频繁进行双向遍历的情况下，双向链表提供了更高的效率。

链表的常见操作

单链表反转

public static Node reverse(Node list) {    Node curr = list, pre = null;    while (curr != null) {      Node next = curr.next;      curr.next = pre;      pre = curr;      curr = next;    }    return pre;  }

链表中环的检测

public static boolean checkCircle(Node list) {    if (list == null) return false;    Node fast = list.next;    Node slow = list;    while (fast != null && fast.next != null) {      fast = fast.next.next;      slow = slow.next;      if (slow == fast) return true;    }    return false;  }

两个有序链表的合并

public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {        ListNode soldier = new ListNode(0);        ListNode p = soldier;                  while (l1 != null && l2 != null) {            if (l1.val 

删除链表倒数第n个结点

public static Node deleteLastKth(Node list, int k) {    Node fast = list;    int i = 1;    while (fast != null && i 

求链表的中间结点

public static Node findMiddleNode(Node list) {    if (list == null) return null;    Node fast = list;    Node slow = list;    while (fast != null && fast.next != null) {      fast = fast.next.next;      slow = slow.next;    }    return slow;  }  public static void printAll(Node list) {    Node p = list;    while (p != null) {      System.out.print(p.data + " ");      p = p.next;    }    System.out.println();  }  public static Node createNode(int value) {    return new Node(value, null);  }  public static class Node {    private int data;    private Node next;    public Node(int data, Node next) {      this.data = data;      this.next = next;    }    public int getData() {      return data;    }  }

链表与数组的比较

链表和数组是两种基本的数据结构，它们各有优缺点，适用于不同的场景。了解它们之间的区别有助于选择合适的数据结构以满足具体需求。

数组的特点

链表的特点