链表的分类
前面我们实现了单链表，单链表只是链表的一种。可以根据以下几个标准来判断链表的类型：
1.单向或者双向
如图所示，单向链表中一个节点的指针域只储存了下一个节点的指针，能通过前一个节点访问后一个节点，无法通过后一个节点访问前一个节点，只能实现单向访问。
而双向链表则没有这样的限制，双向链表的指针域既有上一个节点的指针又有下一个节点的指针，所以双向节点能实现双向访问。
2.带头或者不带头
头节点通常被称为哨兵节点或者头哨兵节点。在链表中，哨兵节点是一种特殊的节点，通常位于链表的头部或尾部，而不存储实际的数据。哨兵节点的作用是简化链表的操作，例如插入、删除或遍历等。通过使用哨兵节点，可以避免在操作链表时需要特殊处理头部或尾部节点的情况，使得代码更加简洁和高效。
3.循环或者不循环
循环链表是一种特殊类型的链表，其中最后一个节点指向第一个节点，形成一个循环。这意味着在循环链表中，没有真正意义上的“尾节点”。所以遍历链表时需要特别注意循环终止条件，以避免进入无限循环。
循环链表和不循环链表主要区别在于：
-
结束节点指向： 在不循环链表中，最后一个节点的指针通常指向空（NULL），表示链表的结束。而在循环链表中，最后一个节点的指针指向第一个节点，形成循环。
-
遍历： 在不循环链表中，遍历链表时需要检查每个节点的指针是否指向 NULL 来确定结束。而在循环链表中，可以定义一个遍历的起点，然后遍历整个链表，直到返回到起点为止。
-
插入和删除操作： 对于不循环链表，插入和删除节点时需要特殊处理最后一个节点。而循环链表中，由于没有明确的“尾节点”，插入和删除节点相对简单，不需要特殊处理尾节点。
循环链表通常用于需要循环访问的场景，比如游戏中的循环遍历玩家列表。
总结
根据链表的这几种特性排列组合，一共有八种链表类型。一般我们只研究其中两种----单链表（单向不带头不循环）和双向链表（双向带头循环）。
链表刷题
1.移除链表元素
思路：创建一个新链表，遍历原链表，找值不为val的值，尾插到新链表中。
图解：
如果1不为val,尾插到新链表中,newTail更新，pcur指向下一个节点：
如果2不为val,尾插到新链表中，newTail更新，pcur指向下一个节点：
重复此操作。
代码实现：
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* struct ListNode *next;
* };
*/
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val) {
//创建一个空链表
ListNode* newHead,*newTail;
newHead = newTail = NULL;
//遍历原链表
ListNode* pcur = head;
while(pcur)
{
//找值不为val的值，尾插到新链表
if(pcur->val != val)
{
//链表为空
if (newHead == NULL)
{
newHead = newTail = pcur;
}else{
//链表不为空
newTail->next = pcur;//拿下来的不只是pcur这一个节点，拿的是地址，后面的一连串节点都拿下来了
newTail = newTail->next;
}
}
pcur = pcur->next;
}
if(newTail)
newTail -> next = NULL;
return newHead;
}2.反转链表
图解：
创建n1,n2,n3三个指针。使n1指向NULL，n2指向head。n3指向head->next。
改变n2的指向，使n2的next指向n1：
使n1指向n2:
使n2指向n3:
使n3指向n3->next：
重复上述操作。
代码实现：
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* struct ListNode *next;
* };
*/
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
//判空
if (head == NULL)
{
return head;
}
//创建三个指针
ListNode* n1,*n2,*n3;
n1 = NULL;
n2 = head;
n3 = head->next;
while(n2)
{
n2->next = n1;
n1 = n2;
n2 = n3;
if(n3)
n3 = n3->next;
}
return n1;
}3.链表的中间节点（快慢指针的使用）
在这里我们要用到快慢指针算法，快慢指针算法，也称为龟兔赛跑算法，是一种用于解决链表相关问题的常用技巧。它通常用于判断链表是否有环，以及找到环的起始点。
算法的基本思想：使用两个指针，一个快指针和一个慢指针，它们以不同的速度遍历链表。在遍历过程中，快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步。如果链表中有环，那么快指针最终会追上慢指针；如果没有环，快指针会先到达链表的末尾。通过这种方式，可以快速检测出链表是否有环，而且还可以找到环的起始点。一旦快指针追上慢指针，说明链表中存在环，然后可以使用一些技巧来找到环的起始点，例如将其中一个指针重新指向链表头部，然后两个指针以相同的速度向前移动，它们相遇的地方就是环的起始点。快慢指针算法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是链表的长度。
在这里，我们用来找链表的中间节点，可以设置两个指针，慢指针一次走一步，快指针一次走两步。当快指针遍历完链表时，慢指针所在的就是中间节点。当然也可以尝试用这个方法求1/4节点等等。
求中间节点有两种情况，节点个数为奇数还是偶数，依次来作为循环的条件。
图解：
1.奇数个节点
当节点为奇数个时，当fast走到尾节点时，slow刚好到中间节点，所以循环的条件为fast->next != NULL。
2.偶数个节点
当节点为偶数个时，fast走到NULL,slow刚好到后面的一个中间节点，所以循环的条件时fast != NULL;
结合两种情况，此题的循环条件为whlie(fast && fast->next)。这两个指针都不为NULL的时候进入循环。
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* struct ListNode *next;
* };
*/
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head) {
//创建快慢指针
ListNode* slow;
ListNode* fast;
slow = fast = head;
while(fast && fast->next)//不能改变fast与fast->next的顺序，fast可能为空
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
return slow;
}4.合并两个有序数组
原来的两个链表就是按升序排列的，我们可以创建一个新链表，用l1和l2两个指针遍历两个原链表，将较小值尾插到新链表中，依次循环，直到l1或者l2为空。再将非空的另一个链表中的数据尾插到新链表中。
图解：
当l1或l2为NULL时，把另一个不为NULL的尾插到新链表。
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* struct ListNode *next;
* };
*/
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {
//判空
if(list1 == NULL)
{
return list2;
}
if(list2 == NULL)
{
return list1;
}
ListNode* l1 = list1;
ListNode* l2 = list2;
//创建新链表
ListNode* newHead,*newTail;
newHead = newTail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));//哨兵位
while(l1 && l2)
{
if (l1->val < l2->val)
{
newTail->next= l1;
newTail = newTail->next;
l1 = l1->next;
}
else
{
newTail->next= l2;
newTail = newTail->next;
l2 = l2->next;
}
}
//跳出循环:要么l1为空，要么l2为空
if (l1 == NULL)
{
newTail->next = l2;
}
else
{
newTail->next = l1;
}
//动态申请的内存要释放
ListNode* ret = newHead->next;
free(newHead);
newHead = NULL;
return ret;
}5.分割链表
/*
struct ListNode {
int val;
struct ListNode *next;
};*/
#include <csignal>
#include <cstdlib>
typedef struct ListNode ListNode;
ListNode* partition(ListNode* head, int x) {
//创建两个带头链表
ListNode *lessHead,*lessTail;
ListNode *greaterHead,*greaterTail;
lessHead = lessTail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
greaterHead = greaterTail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
//遍历原链表
ListNode* pcur = head;
if (head == NULL)
return head;
while(pcur)
{
if (pcur->next < x)
{
//尾插到小链表
lessTail->next= pcur;
lessTail= lessTail->next;
}
else
{
greaterTail ->next = pcur;
greaterTail = greaterTail->next;
}
pcur = pcur->next
}
greaterTail->next = NULL;//防止死循环 初始化next指针
//使小链表的为节点和大链表的第一个有效节点首尾相连
lessTail->next =greaterHead->next
//释放动态申请的内存
ListNode* ret = lessHead->next;
free(lessHead);
free(greaterHead);
lessHead = greaterHead = NULL;
return ret;
}
