数据结构示例-单向链表删除中间节点

介绍

在计算机科学中，数据结构是组织和存储数据的方式。单向链表是一种常见的线性数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含一个值和一个指向下一个节点的引用。单向链表的一个常见操作是删除中间节点，即删除链表中间位置的节点。

本文将介绍单向链表的基本原理，并提供一种删除中间节点的示例算法。

单向链表概述

单向链表是一种简单但功能强大的数据结构。它由一系列节点组成，每个节点都包含两个部分：值和指向下一个节点的引用。

class Node {
  constructor(value) {
    this.value = value;
    this.next = null;
  }
}

链表的头节点是第一个节点，而尾节点是最后一个节点。如果一个节点的 next 引用为 null，则表示它是尾节点。

链表的一个优势是可以在常量时间内添加或删除节点，而数组需要在特定索引处进行数据移动。然而，链表的访问时间复杂度为 O(n)，而数组的访问时间复杂度为 O(1)。

删除中间节点算法

删除链表中的中间节点需要找到链表的中间位置，并将其前一节点的 next 引用指向它的下一节点。由于单向链表没有直接访问前一节点的方式，我们需要使用两个指针，一个快指针和一个慢指针，来找到中间节点。

以下是基于快慢指针的删除中间节点算法的示例代码（JavaScript）：

function deleteMiddleNode(head) {
  if (head === null || head.next === null) {
    return false; // 无法删除头节点或尾节点
  }

  let slow = head;
  let fast = head;
  let prev = null;

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

  prev.next = slow.next; // 将前一节点的 next 引用指向中间节点的下一节点
  return true;
}

示例

假设我们有一个单向链表，其节点依次包含以下值：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5。

调用 deleteMiddleNode 方法后，链表将变为：1 -> 2 -> 4 -> 5，节点 3 被成功删除。

总结

本文介绍了单向链表及其删除中间节点的示例算法。单向链表是常见的数据结构之一，它的灵活性在某些应用场景中非常有用。删除中间节点的算法利用了快慢指针来定位中间节点，并将其删除。这种方法的时间复杂度为 O(n/2)，即 O(n)。

注意： 在实际应用中，删除中间节点可能会导致指向此节点的其他引用无效，需要特别注意链表的使用情况。