接上次博客：和数组处理有关的一些OJ题；ArrayList 实现简单的洗牌算法（JAVA)(ArrayList）_di-Dora的博客-CSDN博客

目录

链表的基本概念 

链表的类型

单向、不带头、非循环链表的实现 

遍历链表并打印节点值：

在链表头部插入节点：

 在链表尾部插入节点：

得到单链表的长度 ：

 查找是否包含关键字key是否在单链表当中：

删除第一次出现关键字为key的节点 （两种实现方式）：

 删除所有值为key的节点：

指定任意位置插入数据：

 清空链表：

OJ练习

链表的优缺点 

数组是一块连续的内存，逻辑上和物理内存上都是连续的；

链表是在逻辑上是连续的，但是在物理内存上是不连续的。

链表的基本概念 

链表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含两部分：数据元素 (value) 和指向下一个节点的指针 ( next 域 )。通过这些节点的连接，可以形成一个链式结构。

链表的基本概念如下：

1、节点（Node）：链表的基本单元，包含数据元素和指针。数据元素可以是任意类型的数据，指针指向下一个节点。每个节点都是一个对象。最后一个节点的 next 域是 null 。

2、头节点（Head）：链表的第一个节点，用于标识链表的起始位置。通常使用一个指针变量来指向头节点。

3、尾节点（Tail）：链表的最后一个节点，其指针指向空（NULL），表示链表的结束。

4、链表长度（Length）：链表中节点的数量，可以通过遍历链表来计算。

5、空链表（Empty List）：不包含任何节点的链表。

6、单向链表（Singly Linked List）：每个节点只有一个指针，指向下一个节点。最后一个节点的指针指向空。

7、双向链表（Doubly Linked List）：每个节点有两个指针，一个指向前一个节点，一个指向下一个节点。头节点的前一个指针和尾节点的后一个指针都指向空。

注意:
1.链式结构在逻辑上是连续的，但是在物理上不一定连续；
2.现实中的节点一般都是从堆上申请出来的；
3.从堆上申请的空间，是按照一定的策略来分配的，两次申请的空间可能连续，也可能不连续。

链表的类型

链表的组合方式有多种，可以根据以下两个方面来区分和计算组合的种类：

1、单向链表和双向链表：

根据节点的指针数量，链表可以分为单向链表和双向链表。

单向链表每个节点只有一个指针，指向下一个节点；

而双向链表每个节点有两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点。

2、是否带头节点：

带头节点的链表在第一个节点之前有一个额外的头节点，用于标识链表的起始位置。（head的value是无意义的，如果想从最开头插入数据时，head是不可变的，从head后面插入）

而不带头节点的链表则直接以第一个节点作为链表的起始位置。（head是有value的，如果想从最开头插入数据时，head是可变的，变成新插入的数据）

3、是否循环： 

循环链表是在链表的尾部节点和头部节点之间形成一个循环连接，使得链表的最后一个节点指向头部节点。

综合考虑上述两个方面，我们可以得到链表的组合方式共有8种：

单向、不带头节点、非循环链表（重点）
单向、不带头节点、循环链表

单向、带头节点、非循环链表
单向、带头节点、循环链表

双向、不带头节点、非循环链表（重点）
双向、不带头节点、循环链表

双向、带头节点、非循环链表
双向、带头节点、循环链表

每种组合方式都有自己的特点和应用场景，我们可以根据具体需求选择合适的链表类型。

​

​

单向、不带头、非循环链表的实现 

我们可以先来实现一个最简易的链表，即手动创建一个单向链表：

 public class   MySingleList {
      static class ListNode {
          public int val; // 节点的值域
          public ListNode next; // 下一个节点的地址

          public ListNode(int val) {
              this.val = val;
          }
      }

      public ListNode head; // 表示当前链表的头节点

      //我们先来写一个最笨的方法：手动创建链表节点
      public void createlist() {
          // 创建链表节点
          head = new MySingleList.ListNode(-1);
          MySingleList.ListNode node1 = new MySingleList.ListNode(12);
          MySingleList.ListNode node2 = new MySingleList.ListNode(23);
          MySingleList.ListNode node3 = new MySingleList.ListNode(34);
          MySingleList.ListNode node4 = new MySingleList.ListNode(45);
          MySingleList.ListNode node5 = new MySingleList.ListNode(56);

          // 构建链表关系

          node1.next = node2;
          node2.next = node3;
          node3.next = node4;
          node4.next = node5;

          this.head = node1;//head 是一个指向第一个节点的引用

      }

  }

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        MySingleList list = new MySingleList();
        list.createlist();
        System.out.println(list);
        System.out.println("12345");
    }
}

通过这个代码，我们可以直观地观察到链表的大致结构： 

​

好了，现在我们就正式开始实现一个完整的单向链表了：

首先我们还是先给出链表的基本代码：

我们先要有一个引用 head 指向第一个节点，它是“节点”类型，就如同 Person person = new Person; 一样。

链表的头节点，是链表的成员变量、链表的属性，而不是一个节点类的成员变量。

    public class MySingleList {
        static class ListNode {
            public int val; // 节点的值域
            public ListNode next; // 下一个节点的地址

            public ListNode(int val) {
                this.val = val;
            }
        }


        public ListNode head; // 表示当前链表的头节点



        // 在链表头部插入节点
        public void insertAtHead(int val) 


        // 在链表尾部插入节点
        public void insertAtTail(int val) 


        //得到单链表的长度
        public int size()


        //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
        public boolean contains(int key)


        //删除第一次出现关键字为key的节点
        public void deleteNode(int key) 
            
    
        // 删除所有值为key的节点
        public void removeAllKey(int key) 


        //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
        public void insertAtIndex(int index, int val) 


        // 遍历链表并打印节点值
        public void display() 



        // 清空链表
        public void clear() 


    }

 以上都是我们需要实现的方法。

先来实现第一个：

遍历链表并打印节点值：

        // 遍历链表并打印节点值
        public void display() {
            //不可以让head本身移动，否则将遗失head的位置
            ListNode curr = head;
            while (curr != null) {
                System.out.print(curr.val + " ");
                curr = curr.next; //引用向后移动一位
            }
            System.out.println();
        }

这里我们要注意：curr 是一个引用！！！

curr = null 代表的是已经遍历了整个链表。 

在链表头部插入节点：

​ 

        // 在链表头部插入节点
        //一般建议，再插入的时候，先绑定后面的节点信息
        //就算链表中一个代码都没有，也不影响我们插入节点
        //以头插法插入，数据是倒序的
        public void insertAtHead(int val) {
            ListNode newNode = new ListNode(val);
            newNode.next = head;
            head = newNode;
        }

    public static void main(String[] args) {
        MySingleList list = new MySingleList();
        //list.createlist();
        list.insertAtHead(12);
        list.insertAtHead(23);
        list.insertAtHead(34);
        list.insertAtHead(45);
        list.insertAtHead(56);
        list.display();
    }

  注意：以头插法插入，数据是倒序的：

​

 在链表尾部插入节点：

        // 在链表尾部插入节点
        public void insertAtTail(int val) {
            ListNode newNode = new ListNode(val);

            //cur = null 代表把链表的每一个节点都遍历完了
            //cur.next = null 代表cur现在是最后一个节的位置

            //一定要写，否则会报：空指针异常
            //如果head等于null,curr也就等于null，就不存在curr.next
            if (head == null) {
                head = newNode;
            } else {
                ListNode curr = head;
                while (curr.next != null) {
                    curr = curr.next;
                }
                curr.next = newNode;
            }
        }

 注意区分：

curr = null 表示当前节点 curr 引用已经指向了链表的末尾，即已经遍历完了链表的所有节点。在这种情况下，可以用来判断是否已经遍历到了链表的末尾。

curr.next = null 表示当前节点 curr 的下一个节点指针指向 null，即当前节点 curr 是链表中的最后一个节点。这通常用于在遍历链表时进行判断，以确定是否已经到达了链表的末尾节点。

得到单链表的长度 ：

        //得到单链表的长度
        public int size() {
            int length = 0;
            ListNode curr = head;
            while (curr != null) {
                length++;
                curr = curr.next;
            }
            return length;
        }

 查找是否包含关键字key是否在单链表当中：

        //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
        public boolean contains(int key) {
            ListNode curr = head;
            while (curr != null) {
                if (curr.val == key) {
                    return true;
                }
                curr = curr.next;
            }
            return false;
        }

删除第一次出现关键字为key的节点 （两种实现方式）：

找到你要删除的节点的前驱，用 del = curr.next；进行删除：curr.next = del.next；

        //删除第一次出现关键字为key的节点
        //找到指定删除的节点的前一个节点,即找到key的前驱
        public void deleteNode(int key) {
            if (head == null) {
                System.out.println("当前链表无数据");
                return;
            }
            //单独删除头节点
            if (head.val == key) {
                head = head.next;
                return;
            }
            ListNode curr = head;
            //如果 curr.next = null ，表示已经没有下一个节点了
            while (curr.next != null) {
                if (curr.next.val == key) {
                    curr.next = curr.next.next;
                    return;
                }
                //curr 后移，继续往后寻找
                curr = curr.next;
            }
        }

        //删除第一次出现关键字为key的节点 -------第2种方法
        public void remove(int key){
            if(head == null) {
                System.out.println("当前链表无数据");
                return;
            }
            //单独删除头节点
            if(head.val == key) {
                head = head.next;
                return;
            }
            ListNode cur = searchPrev(key);
            if(cur == null) {
                System.out.println("没有你要删除的数字");
                return;
            }
            ListNode del = cur.next;
            cur.next = del.next;
        }
        private ListNode searchPrev(int key) {
            ListNode cur = head;
            while (cur.next != null) {
                if(cur.next.val == key) {
                    return cur;
                }
                cur = cur.next;
            }
            return null;
        }

 删除所有值为key的节点：

删除所有值为key的节点？那我们遍历链表直到找不到key不就好了？

不可以想得那么简单！我们需要快速的一次性删除！

我们需要定义两个引用：

curr：代表当前需要删除的节点；prev：代表要删除节点的前驱。

如果头节点的 val 就是 key  怎么办？

 我们先来看看第一种写法：

        public void removeAllKey(int key) {
            if(head==null){
                return;
            }

            ListNode prev = head;
            ListNode curr = head.next;

            while (curr != null) {
                if (curr.val == key) {
                    prev.next = curr.next;
                } else {
                    prev = curr;
                }
                curr = curr.next;
            }

            //删除头节点
            if(head.val==key){
                head=head.next;
            }
        }

 可不可以把我们最后的

//删除头节点
if(head.val==key){
    head=head.next;
 }

放到前面呢？

如果将删除头节点的代码放到前面，可能会导致以下问题：

如果我们将删除头节点的代码放到循环的前面，那么在进入循环之前，我们会执行删除头节点的操作。这意味着我们将删除链表的头节点，并将指针 head 指向下一个节点。此时，prev 和 curr 指针都指向了同一个节点，即原链表的第二个节点。

然后，循环开始执行，根据通常的逻辑，我们应该检查当前节点 curr 的值是否等于目标值 key，并相应地删除节点。然而，在这种情况下，由于 prev 和 curr 指向相同的节点，将 prev 和 curr 都指向下一个节点，而不检查该节点的值是否等于 key。

这样就会导致我们跳过了一个节点，下一次循环中的 curr 实际上已经指向了原链表中的第三个节点，而不是第二个节点。因此，我们没有对当前节点进行值的检查，可能会导致跳过了一个需要删除的节点。

这种错误的结果是因为删除头节点的操作被放置在了循环之前，导致循环内的删除操作出现了逻辑错误。正确的做法是在循环中进行节点的删除操作，并根据节点的值进行判断和处理，而不是提前删除头节点。

因此，将删除头节点的代码放到前面会导致以上问题。为了确保算法正确地删除所有的值等于 key 的节点，需要将删除头节点的代码放在循环之后，这样我们可以正确地处理链表中的所有节点。

那还有没有别的方法？

我们来看看第二种写法： 

        // 删除所有值为key的节点
        public void removeAllKey(int key) {
            ListNode dummy = new ListNode(0); // 创建一个虚拟头节点，方便处理头节点的情况
            dummy.next = head;
            ListNode prev = dummy;
            ListNode curr = head;

            while (curr != null) {
                if (curr.val == key) {
                    prev.next = curr.next;
                } else {
                    prev = curr;
                }
                //prev不可以移动！可能下一个节点仍为key！
                curr = curr.next;
            }

            head = dummy.next;
        }

这段代码采用了虚拟头节点的方式来简化对头节点的处理：

首先，代码创建了一个名为 dummy 的虚拟头节点，并将其指向原链表的头节点，即 dummy.next = head。这样做是为了在处理头节点时能够与其他节点一样进行相同的操作。

然后，定义了两个指针 prev 和 curr，初始时 prev 指向虚拟头节点 dummy，curr 指向原链表的头节点 head。

接下来，进入了一个循环，循环条件是 curr 不为 null，即遍历链表直到 curr 为最后一个节点。

在循环内部，首先判断当前节点 curr 的值是否等于目标值 key。如果相等，表示需要删除该节点。此时，将 prev.next 指向 curr.next，即将 prev 的下一个节点指向 curr 的下一个节点，实现了删除当前节点的操作。

如果当前节点的值不等于目标值 key，则将 prev 移动到当前节点 curr 的位置，即 prev = curr。这样做是为了保持 prev 始终指向当前节点的前一个节点，方便在需要删除节点时修改链表的连接关系。

无论当前节点的值是否等于目标值 key，最后都将 curr 指向下一个节点，即 curr = curr.next，继续遍历下一个节点。

循环结束后，原链表中所有值为 key 的节点都已经被删除，此时需要更新头节点的指向。将 head 指向虚拟头节点的下一个节点，即 head = dummy.next，完成了删除操作。

总之，该方法使用虚拟头节点来简化对头节点的处理，通过遍历链表，找到需要删除的节点，并修改节点间的连接关系，最终实现了删除链表中所有值为 key 的节点的功能。

指定任意位置插入数据：

定义一个引用 curr，让它走到即将插入位置的前一个位置，这样我们可以同时访问到插入位置前和插入位置后的节点。先把 curr.next 赋值给newNode.next ，即新插入节点的指向原来位于插入位置的节点，再把 curr.next 变成 newNode 的值。

往 0 位置插入，相当于头插法，往结尾插入，相当于尾插法。

        //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
        public void insertAtIndex(int index, int val) {
            if (index < 0 || index > size()) {
                throw new IndexOutOfBoundsException("Invalid index: " + index);
            }
            if (index == 0) {
                insertAtHead(val);
                return;
            }
            if(index==size()){
                insertAtTail(val);
                return;
            }
            ListNode newNode = new ListNode(val);
            ListNode curr = head;
            int count = 0;//定义一个计数器
            while (curr != null && count < index - 1) {
                curr = curr.next;
                count++;
            }
            if (curr == null) {
                throw new IndexOutOfBoundsException("Invalid index: " + index);
            }
            newNode.next = curr.next;
            curr.next = newNode;
        }

或者，你也可以单独封装出去一个方法： 

        private ListNode findIndexSubOne(int index){
            ListNode curr=head;
            while (index-1!=0){
                curr=curr.next;
                index--;
            }
            return curr;
        }

 清空链表：

        // 清空链表
        public void clear() {
            head = null;
        }

最后可以测试了看看： 

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        MySingleList list = new MySingleList();
        //list.createlist();
        list.insertAtHead(12);
        list.insertAtHead(23);
        list.insertAtHead(34);
        list.insertAtHead(45);
        list.insertAtHead(56);
        list.display();
        list.insertAtTail(666);
        list.display();
        list.deleteNode(12);
        list.display();
        list.insertAtTail(23);
        list.insertAtTail(34);
        list.insertAtTail(45);
        list.insertAtTail(23);
        list.display();
        list.removeAllKey(23);
        list.display();
        list.insertAtIndex(2,99999);
        list.display();
        list.insertAtIndex(5,188);
        list.display();
        int lengh=list.size();
        System.out.println(lengh);
    }
}

现在我们以及了解了链表大致方法的底层逻辑了，为了巩固知识，接下来，我们一起做一些OJ练习吧。

OJ练习

1、给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

这是一个笔试面试里面经常考察的问题，所以蛮重要的。

使用头插法： 

（1）、迭代：

 class ListNode {
     int val;
    ListNode next;
    ListNode() {}
     ListNode(int val) { this.val = val; }
     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 }

 class Solution {


public ListNode reverseList1() {

    if(head == null) return null;
    if(head.next == null) return head:

    //cur从第二个节点开始
    ListNode cur = head.next;
    //先将第一个节点next 置为空，因为它一定是最后一个节点
    head.next = null:
    while(cur != null) {
        //记录下来 当前需要翻转的节点的下一个节点
        ListNode curNext = cur.next;
        cur.next = head;
        head = cur;  // 将 cur 设置为新的头节点
        cur = curNext;
    }
    return head;
}
     public ListNode reverseList2(ListNode head) {

         if(head==null){return null;}
         if(head.next==null){return head;}

         ListNode prev = null;
         ListNode curr = head;

         while (curr != null) {
             ListNode nextTemp = curr.next; // 暂存当前节点的下一个节点
             curr.next = prev; // 当前节点的指针指向前一个节点
             prev = curr; // prev 指针向后移动
             curr = nextTemp; // curr 指针向后移动
         }

         return prev; // prev 最终指向反转后的头节点
     }
 }

第一种方法中，使用了两个指针 cur 和 curNext，以及一个变量 head 来记录头节点。在每次迭代中，将当前节点 cur 的 next 指针指向前一个节点 head，然后更新 head 为 cur，最后将 cur 更新为下一个节点 curNext。最终返回 head 作为反转后的链表头节点。

第二种方法中，使用了两个指针 prev 和 curr，分别表示当前节点的前一个节点和当前节点。

1. 首先进行特殊情况的处理。如果链表为空或只有一个节点，直接返回链表本身。
2. 初始化两个指针 prev 和 curr，分别指向前一个节点和当前节点，初始时 prev 为null，curr 指向链表的头节点。
3. 进入循环，循环条件为 curr 不为null。
4. 在循环内部，首先暂存当前节点 curr 的下一个节点，将其保存在 nextTemp 中，以防断开链表。
5. 将当前节点 curr 的指针指向前一个节点 prev，实现反转操作。
6. 更新 prev 指针为当前节点 curr，将其向后移动。
7. 更新 curr 指针为暂存的下一个节点 nextTemp，将其向后移动。
8. 循环结束后，链表的所有节点都被反转，并且 prev 指向了反转后的头节点。
9. 返回 prev，即为反转后的链表的头节点。

大概如下图：相当于创建了一个节点作为最后的尾巴，反正是无意义的： 

（2）、递归： 

public ListNode reverseList(ListNode head) {
    // 递归终止条件：如果链表为空或只有一个节点，则直接返回该节点
    if (head == null || head.next == null) {
        return head;
    }

    ListNode newHead = reverseList(head.next); // 递归反转后续链表
    head.next.next = head; // 将当前节点的下一个节点的指针指向当前节点，实现反转
    head.next = null; // 将当前节点的指针指向 null，避免形成环

    return newHead; // 返回反转后的头节点
}

这两种方法都可以实现链表的反转。迭代方法通过维护两个指针 prev 和 curr 来逐个反转节点的指针指向，直至遍历完整个链表。递归方法则通过递归调用先反转后续链表，再修改当前节点和后续节点的指针指向来实现反转。最后，两种方法都返回反转后的头节点。 

2、给你单链表的头结点 head，请你找出并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。

要找出链表的中间节点，我们可以使用“快慢指针”的思想：

定义两个指针，一个慢指针 slow 和一个快指针 fast，初始时都指向链表的头节点 head。

快指针 fast 每次移动两步，慢指针 slow 每次移动一步。当快指针到达链表末尾时，慢指针恰好到达链表的中间位置。

     public ListNode middleNode(ListNode head) {
         ListNode slow = head;
         ListNode fast = head;

         while (fast != null && fast.next != null) {
             slow = slow.next;
             fast = fast.next.next;
         }

         return slow;
     }

在每次迭代中，快指针 fast 先向后移动两步，如果链表长度为奇数，则慢指针 slow 恰好指向中间节点；如果链表长度为偶数，则慢指针 slow 指向中间两个节点的后一个节点。

最终，返回慢指针 slow 所指向的节点作为链表的中间节点。

但是，请注意，上述代码假设链表的头节点不为 null，并且没有循环或环形结构。如果链表可能存在环，请先检查是否有环再应用上述算法。

还有，我们这个地方：

while (fast != null && fast.next != null)

 不可以写成：

while (fast.next != null && fast != null )

因为，当 fast 为 null 时，如果我们先判断 fast.next != null，会出现 NullPointerException。因为当 fast 为 null 时，无法继续访问 fast.next，会抛出异常。 

3、输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。

要输出链表中倒数第k个节点，我们还是可以使用双指针的方法：

要找到链表中倒数第 k 个节点，可以使用双指针法。定义两个指针，一个指针 fast 和一个指针 slow，初始时都指向链表的头节点 head。

首先，将 fast 指针向前移动 k-1 步，使得 fast 指针和 slow 指针之间相隔 k-1 个节点。然后，同时移动 fast 和 slow 指针，直到 fast 指针到达链表的末尾。此时，slow 指针指向的节点就是倒数第 k 个节点。

如果链表的长度小于 k，即链表节点数不足 k 个，则无法找到倒数第 k 个节点，返回 null。

public ListNode FindKthToTail(ListNode head, int k) {
    if (head == null || k <= 0) {
        return null;
    }

    ListNode fast = head;
    ListNode slow = head;

    // 将 fast 指针向前移动 k-1 步
    for (int i = 0; i < k - 1; i++) {
        if (fast.next != null) {
            fast = fast.next;
        } else {
            // 如果链表长度小于 k，返回 null
            return null;
        }
    }

    // 同时移动 fast 和 slow 指针
    while (fast.next != null) {
        fast = fast.next;
        slow = slow.next;
    }

    return slow;
}

在代码中，首先进行一些边界条件的判断，如果链表为空或者 k 的值小于等于 0，直接返回 null。

然后，使用快指针 fast 先向前移动 k-1 步。在移动过程中需要注意判断是否已经到达链表末尾，如果到达末尾但还没有移动 k-1 步，则链表长度不足 k，返回 null。

接下来，使用快指针 fast 和慢指针 slow 同时移动，直到 fast 指针到达链表末尾。此时，slow 指针指向的节点就是倒数第 k 个节点。

最后，返回 slow 指针指向的节点作为结果。

需要注意的是，在处理边界情况时要进行额外的判断，例如链表长度小于 k 或链表长度等于 k 的情况。

4、将两个升序链表合并为一个新的升序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。 

这也是一道经典题型！

（1）、迭代法：

• 创建一个新的虚拟头节点 dummy，以及一个指针 curr 指向 dummy。
• 在每次迭代中，比较两个链表的当前节点 list1 和 list2 的值，将较小值的节点接到 curr 的后面，并将对应链表的指针向后移动一位。
• 最终，当其中一个链表到达末尾时，将另一个链表的剩余部分直接接到 curr 的后面。
• 返回 dummy.next，即为合并后的链表头节点。

public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
    ListNode dummy = new ListNode(0); // 创建虚拟头节点
    ListNode curr = dummy; // 当前节点指针

    while (list1 != null && list2 != null) {
        if (list1.val <= list2.val) {
            curr.next = list1;
            list1 = list1.next;
        } else {
            curr.next = list2;
            list2 = list2.next;
        }
        curr = curr.next;
    }

    // 将剩余的链表部分直接接到 curr 的后面
    if (list1 != null) {
        curr.next = list1;
    }
    if (list2 != null) {
        curr.next = list2;
    }

    return dummy.next; // 返回合并后的链表头节点
}

（2）、递归法：

• 递归地比较两个链表的当前节点 list1 和 list2 的值，选择较小值的节点作为合并后的链表的当前节点，并将其 next 指针指向递归调用的结果。
• 递归终止条件是当其中一个链表为空时，直接返回另一个链表。
• 返回合并后的链表头节点。 

public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
    if (list1 == null) {
        return list2;
    }
    if (list2 == null) {
        return list1;
    }

    if (list1.val <= list2.val) {
        list1.next = mergeTwoLists(list1.next, list2);
        return list1;
    } else {
        list2.next = mergeTwoLists(list1, list2.next);
        return list2;
    }
}

5、现有一链表的头指针 ListNode* pHead，给一定值x，编写一段代码将所有小于x的结点排在其余结点之前，且不能改变原来的数据顺序，返回重新排列后的链表的头指针。 

我们又可以使用两个指针来实现：

（1）、创建两个新的链表，smallerHead 和 greaterHead，分别代表小于 x 的节点和大于等于 x 的节点的链表。同时创建两个尾节点指针 smallerTail 和 greaterTail，初始时它们都指向对应链表的头节点。

（2）、遍历原始链表 pHead：

• 如果当前节点的值小于 x，将其插入到 smallerTail 的后面，并将 smallerTail 指向新插入的节点，更新 smallerTail。
• 如果当前节点的值大于等于 x，将其插入到 greaterTail 的后面，并将 greaterTail 指向新插入的节点，更新 greaterTail。

（3）、遍历完原始链表后，将 smallerHead 的尾节点 smallerTail 连接到 greaterHead 的头节点之后，形成新的链表。

（4）、将 greaterTail 的尾节点的 next 指针设置为 null，确保新链表的尾节点的 next 为 null。
返回新链表的头节点 smallerHead.next，即小于 x 的节点排在前面的链表的头节点。

图 

    public ListNode partition(ListNode pHead, int x) {
        // write code here
        ListNode bs = null;
        ListNode be = null;
        ListNode as = null;
        ListNode ae = null;

        ListNode cur = pHead;
        //没有遍历完 整个链表
        while(cur != null) {
            if(cur.val < x) {
                //第一次插入
                if(bs == null) {
                    bs = be = cur;
                }else {
                    be.next = cur;
                    be = be.next;
                }
            }else {
                //第一次插入
                if(as == null) {
                    as = ae = cur;
                }else {
                    ae.next = cur;
                    ae = ae.next;
                }
            }
            cur = cur.next;
        }
        //第一个段 没有数据
        if(bs == null) {
            return as;
        }
        be.next = as;
        //防止 最大的数据 不是最后一个
        if(as!=null) {
            ae.next = null;
        }
        return bs;
    }

public class Partition {
    public ListNode partition(ListNode pHead, int x) {
        ListNode smallerHead = new ListNode(0); // 用于存储小于 x 的节点的链表
        ListNode greaterHead = new ListNode(0); // 用于存储大于等于 x 的节点的链表
        ListNode smallerTail = smallerHead; // smallerTail 指向 smallerHead 的尾节点
        ListNode greaterTail = greaterHead; // greaterTail 指向 greaterHead 的尾节点

        while (pHead != null) {
            if (pHead.val < x) {
                smallerTail.next = pHead;
                smallerTail = smallerTail.next;
            } else {
                greaterTail.next = pHead;
                greaterTail = greaterTail.next;
            }
            pHead = pHead.next;
        }

        // 将两个链表连接起来
        smallerTail.next = greaterHead.next;
        greaterTail.next = null; // 确保最后一个节点的 next 为 null

        return smallerHead.next; // 返回新链表的头指针
    }
}

6、对于一个链表，请设计一个时间复杂度为O(n),额外空间复杂度为O(1)的算法，判断其是否为回文结构。给定一个链表的头指针A，请返回一个bool值，代表其是否为回文结构。保证链表长度小于等于900。

比如：1->2->2->1

图

要判断一个链表是否为回文结构，我们还是可以使用快慢指针和链表反转的方法。

分奇偶讨论：

奇数：

偶数：

（1）、使用快慢指针找到链表的中间节点。

• 初始化快指针 fast 和慢指针 slow，均指向链表的头节点 A。
• 使用循环，每次将快指针 fast 向后移动两步，慢指针 slow 向后移动一步，直到快指针 fast 到达链表尾部或倒数第二个节点。
• 如果链表长度为奇数，快指针 fast 将指向链表的最后一个节点；如果链表长度为偶数，快指针 fast 将指向空节点。
• 此时慢指针 slow 指向链表的中间节点。

（2）、反转链表的后半部分。

• 从慢指针 slow 开始，将链表的后半部分进行反转。
• 使用三个指针 prev、curr、next，进行链表的反转操作。具体步骤如下：
• 初始化 prev 为 null，curr 为 slow，next 为 null。
• 使用循环，将 curr 的下一个节点保存到 next。
• 将 curr 的下一个节点指向 prev，实现链表的反转。
• 将 prev 移动到 curr，将 curr 移动到 next，继续进行下一轮反转操作。
• 当 curr 为 null 时，表示链表的后半部分已经反转完成。

（3）、判断链表是否为回文结构。

• 从头节点 A 和反转后的链表的头节点开始，逐个比较节点的值。
• 如果有任何节点的值不相等，则链表不是回文结构，返回 false。
• 如果所有节点的值都相等，链表是回文结构，返回 true。

     public boolean chkPalindrome(ListNode head) {
          // 1. 找到中间位置
          ListNode fast = head;
          ListNode slow = head;
          while(fast != null && fast.next != null) {
              fast = fast.next.next;
              slow = slow.next;
          }
          //2. 开始翻转
          ListNode cur = slow.next;
          while(cur != null) {
              ListNode curNext = cur.next;//记录一下下一个节点
              cur.next = slow;
              slow = cur;
              cur = curNext;
          }
          //3. 此时翻转完成，开始判断是否回文
          while(head != slow) {
              if(head.val != slow.val) {
                  return false;
              }
              if(head.next == slow) {
                  return true;
              }
              head = head.next;
              slow = slow.next;
          }
          return true;
      }

     public boolean chkPalindrome(ListNode A) {
          if (A == null || A.next == null) {
              return true; // 链表为空或只有一个节点时，视为回文结构
          }
  
          ListNode fast = A; // 快指针
          ListNode slow = A; // 慢指针
  
          // 使用快慢指针找到链表的中间节点
          while (fast != null && fast.next != null) {
              fast = fast.next.next;
              slow = slow.next;
          }
  
          // 反转链表的后半部分
          ListNode prev = null;
          ListNode curr = slow;
          ListNode next = null;
  
          while (curr != null) {
             
          next = curr.next;
          curr.next = prev;
          prev = curr;
          curr = next;
      }
  
      // 比较链表的前半部分和反转后的后半部分
      ListNode left = A; // 前半部分的头节点
      ListNode right = prev; // 反转后的后半部分的头节点
  
      while (left != null && right != null) {
          if (left.val != right.val) {
              return false; // 如果节点的值不相等，则链表不是回文结构
          }
          left = left.next;
          right = right.next;
      }
  
      return true; // 所有节点的值都相等，链表是回文结构
  }

7、给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。

链表的优缺点 

链表相比于数组具有以下特点和优势：

• 动态性：链表的长度可以根据需要动态地增长或缩小，不需要预先定义大小。
• 插入和删除操作效率高：由于链表的节点之间通过指针连接，插入和删除节点的操作只需要改变指针的指向，时间复杂度为O(1)。
• 空间利用效率高：链表节点在内存中分散存储，不需要连续的内存空间，可以更灵活地利用内存。
• 链表长度没有固定限制：链表的长度可以根据需要动态调整，不受固定大小的限制。

然而，链表也有一些缺点：

访问效率较低：链表中的节点不是连续存储的，访问特定位置的节点需要从头节点开始遍历，时间复杂度为O(n)，其中n为链表长度。

额外的存储空间：链表中的每个节点都需要额外的指针来指向下一个节点（以及前一个节点，对于双向链表），因此需要额外的存储空间。

综上，链表适用于需要频繁插入和删除节点的场景，而不太关注访问效率。我们还是需要根据具体的应用场景和需求，选择合适的数据结构（如数组或链表），这是很重要的。