链表的顶级理解-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了链表的顶级理解。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1.链表的概念及结构

2.链表的分类

单向或者双向

带头或者不带头

循环或者非循环

3.无头单向非循环链表的实现

3.1创建单链表

3.2遍历链表

3.3得到单链表的长度

3.4查找是否包含关键字

3.5头插法

3.6尾插法

3.7任意位置插入

3.8删除第一次出现关键字为key的节点

3.9回收链表

3.10完整代码

1.链表的概念及结构

概念:

链表是一种 物理存储结构上非连续 存储结构，数据元素的 逻辑顺序 是通过链表中的 引用链接 次序实现的。

结构:

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实际在内存中每个节点的地址是随机的，只不过用这个节点的next,找到了下一个节点的地址，实现链接。

2.链表的分类

实际中链表的结构非常多样

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以下情况组合起来就有8种链表结构：

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单向或者双向

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带头或者不带头

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循环或者非循环

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我们重点掌握无头单向非循环链表，这种结构在笔试面试中出现很多。并且可以触类旁通其他结构。

3.无头单向非循环链表的实现

链表的功能与顺序表类似，无非是增删查改，在某位置的插入与删除，对数据内容进行管理和操作。

具体实现内容：

（1）创建单链表

（2）遍历链表

（3）得到单链表的长度

（4）查找是否包含关键字

（5）头插法

（6）尾插法

（7）任意位置插入

（8）删除第一次出现关键字为key的节点

（9）回收链表

3.1创建单链表

public class MyLinkedList {
    class Node {
        public int val;
        public Node next;

        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    public Node head;// 代表当前链表的头节点的引用
}

3.2遍历链表

public void disPlay() {
        Node sur = head;
        while(sur  != null) {
            System.out.print(sur.val+" ");
            sur = sur.next;
        }
    }

3.3得到单链表的长度

进行遍历，并进行记录，最后进行返回就行

public int size(){
        int count = 0;
        Node cur = head;
        while (cur != null) {
            count++;
            cur = cur.next;
        }
        return count;
    }

3.4查找是否包含关键字

对链表进行遍历，然后一一比

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

3.5头插法

将第一个节点的地址赋给我们新添加的节点的next，并且将新添加的节点赋给head，作为新的头节点

  public void addFirst(int data){
        Node node = new Node(data);
        node.next = head;
        head = node;
    }

3.6尾插法

首先对该链表进行遍历，当遍历到最后一个节点时，将新添加的节点的地址最后一个节点的next。

如果该链表为空，直接将该新增节点设为头节点

 public void addLast(int data){
        Node node = new Node(data);
        if(head == null) {
            head = node;
            return;
        }
        Node cur = head;
        while (cur.next != null) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = node;
    }

3.7任意位置插入

需要插入的位置必须为合法，如果不合法，我们会抛出一个异常进行提醒

public class ListIndexOutOfException extends RuntimeException{
    public ListIndexOutOfException() {
    }

    public ListIndexOutOfException(String message) {
        super(message);
    }
}

任意位置插入，我们可以分为种情况，插在开头，插在结尾，插在中间

插在结尾和插在中间可以总结成一种

    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public void addIndex(int index,int data)
            throws ListIndexOutOfException{
        checkIndex(index);
        if(index == 0) {
            addFirst(data);
            return;
        }
       
        Node cur = findIndexSubOne(index);
        Node node = new Node(data);
        node.next = cur.next;
        cur.next = node;
    }

    /**
     * 找到 index-1位置的节点的地址
     * @param index
     * @return
     */
    private Node findIndexSubOne(int index) {
        Node cur = head;
        int count = 0;
        while (count != index-1) {
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return cur;
    }
    private void checkIndex(int index) throws ListIndexOutOfException{
        if(index < 0 || index > size()) {
            throw new ListIndexOutOfException("index位置不合法");
        }
    }

3.8删除第一次出现关键字为key的节点

分为四种情况

（1）一个节点都没有
（2）删除数据在第一个
（3）没有你要删除的数据
（4）有你要删除的数据且不是第一个

//删除第一次出现关键字为key的节点 O(N)
    public void remove(int key)throws ListIndexOutOfException{
        checkIndex(key);
        if(head == null) {
            return ;//一个节点都没有
        }
        //删除数据在第一个
        if(head.val == key) {
            head = head.next;
            return;
        }
        Node cur = searchPrev(key);
         //没有你要删除的数据
        if(cur == null) {
            return;
        }
        Node del = cur.next;//要删除的节点
        cur.next = del.next;
    }

    /**
     * 找到关键字key的前一个节点
     * @param key
     * @return
     */
    private Node searchPrev(int key) {
        Node cur = head;
        while (cur.next != null) {
            if(cur.next.val == key) {
                return cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return null;//没有你要删除的节点
    }

3.9回收链表

将头节点置为空

public void clear() {
        head = null;
    }

3.10完整代码

public class MyLinkedList {
    class Node {
        public int val;
        public Node next;

        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    public Node head;// 代表当前链表的头节点的引用
    public void disPlay() {
        Node sur = head;
        while(sur  != null) {
            System.out.print(sur.val+" ");
            sur = sur.next;
        }
    }
    public int size(){
        int count = 0;
        Node cur = head;
        while (cur != null) {
            count++;
            cur = cur.next;
        }
        return count;
    }

    //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    public boolean contains(int key){
        Node cur = head;
        while (cur != null) {
            if(cur.val == key) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }
    public void addFirst(int data){
        Node node = new Node(data);
        node.next = head;
        head = node;
    }
    public void addLast(int data){
        Node node = new Node(data);
        if(head == null) {
            head = node;
            return;
        }
        Node cur = head;
        while (cur.next != null) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = node;
    }
    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public void addIndex(int index,int data)
            throws ListIndexOutOfException{
        checkIndex(index);
        if(index == 0) {
            addFirst(data);
            return;
        }

        Node cur = findIndexSubOne(index);
        Node node = new Node(data);
        node.next = cur.next;
        cur.next = node;
    }

    /**
     * 找到 index-1位置的节点的地址
     * @param index
     * @return
     */
    private Node findIndexSubOne(int index) {
        Node cur = head;
        int count = 0;
        while (count != index-1) {
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return cur;
    }
    private void checkIndex(int index) throws ListIndexOutOfException{
        if(index < 0 || index > size()) {
            throw new ListIndexOutOfException("index位置不合法");
        }
    }



    //删除第一次出现关键字为key的节点 O(N)
    public void remove(int key)throws ListIndexOutOfException{
        checkIndex(key);
        if(head == null) {
            return ;//一个节点都没有
        }
        //删除数据在第一个
        if(head.val == key) {
            head = head.next;
            return;
        }
        Node cur = searchPrev(key);
        //没有你要删除的数据
        if(cur == null) {
            return;
        }
        Node del = cur.next;//要删除的节点
        cur.next = del.next;
    }

    /**
     * 找到关键字key的前一个节点
     * @param key
     * @return
     */
    private Node searchPrev(int key) {
        Node cur = head;
        while (cur.next != null) {
            if(cur.next.val == key) {
                return cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return null;//没有你要删除的节点
    }

    public void clear() {
        head = null;
    }

}

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