文章目錄

• 一.鏈表的概念及結構
• • 1.鏈表的概念
  • 2.鏈表的分類
• 二.單向不帶頭非循環(huán)鏈表
• • 1.創(chuàng)建節(jié)點類型
  • 2.頭插法
  • 3.尾插法
  • 4.打印單鏈表
  • 5.查找key是否在單鏈表中
  • 6.得到單鏈表的長度
  • 7.任意位置插入，第一個數(shù)據(jù)節(jié)點為0號下標
  • 8.刪除第一次出現(xiàn)關鍵字為key的節(jié)點
  • 9.刪除所有值為key的節(jié)點
  • 10.清空單鏈表
• 三.雙向不帶頭循環(huán)鏈表
• • 1.創(chuàng)建節(jié)點類型
  • 2.頭插法
  • 3.尾插法
  • 4.打印雙鏈表
  • 5.查找key是否在雙鏈表中
  • 6.得到雙鏈表的長度
  • 7.任意位置插入，第一個數(shù)據(jù)節(jié)點為0號下標
  • 8.刪除第一次出現(xiàn)關鍵字為key的節(jié)點
  • 9.刪除所有值為key的節(jié)點
  • 10.清空雙鏈表
• 四.順序表和鏈表的區(qū)別
• • 1.從組織上看
  • 2.從操作上看

一.鏈表的概念及結構

1.鏈表的概念

鏈表是一種物理存儲結構上非連續(xù)的存儲結構。數(shù)據(jù)元素中的邏輯順序是通過鏈表中的引用鏈接次序?qū)崿F(xiàn)的

2.鏈表的分類

鏈表情況非常多樣，組合起來共有八種

• 單向、雙向
• 帶頭、不帶頭
• 循環(huán)、非循環(huán)

但是這里我們重點講兩種：單向不帶頭非循環(huán)鏈表、雙向不帶頭非循環(huán)鏈表

二.單向不帶頭非循環(huán)鏈表

1.創(chuàng)建節(jié)點類型

這里我們創(chuàng)建一個ListNode類來作為節(jié)點類型，包含兩個成員變量：val域用來儲存數(shù)據(jù)，next用來存儲下一個節(jié)點的地址。
再創(chuàng)建一個帶參的構造方法來實例化對象，同時給val賦值，next的默認值是null。接下來我們用代碼來實現(xiàn)一下：

class ListNode{public int val;public ListNode next;//next存儲的是下一個節(jié)點的地址，所以他的類型是一個節(jié)點類型public ListNode(int val){this.val = val;} }

然后我們在MyLinkedList里創(chuàng)建一個節(jié)點類型：head。可能大家會有疑問了，為什么在MyLinkedList里創(chuàng)建，而不是在節(jié)點里創(chuàng)建呢？因為head是鏈表的頭，而不是節(jié)點的頭，節(jié)點只有兩個屬性：next和val。
準備工作做完，我們就可以具體實現(xiàn)鏈表的增刪查改等操作啦！

2.頭插法

頭插法就是從鏈表的頭部插入節(jié)點node，然后使新節(jié)點node成為頭節(jié)點head

具體代碼實現(xiàn)如下：

//頭插法public void addFirst(int data){ListNode node = new ListNode(data);node.next = this.head;this.head = node;}

3.尾插法

尾插法跟頭插法的不同之處在于，尾插法的第一次插入必須判斷鏈表是否為空，即頭節(jié)點是否為null，如果為null，那么新插入的節(jié)點直接變成頭節(jié)點即可。除此之外，我們需要引入一個局部變量：cur來遍歷鏈表，當cur.next為空的時候，說明此時的cur就是尾節(jié)點，我們只需要在cur后面插入新節(jié)點node即可

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//尾插法public void addLast(int data){ListNode node = new ListNode(data);if (this.head == null){this.head = node;//說明是第一次插入，直接讓node變成head}else{ListNode cur = this.head;while(cur.next != null){cur = cur.next;}// cur走完了所有節(jié)點 : cur.next = nullcur.next = node;}}

4.打印單鏈表

鏈表的打印和順序表的打印大同小異，只需要遍歷鏈表就行了。不過需要注意的是，我們不能用頭節(jié)點head來遍歷，因為遍歷完head就找不到了，所以我們需要用局部變量cur來代替head遍歷

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//打印鏈表長度public void display(){ListNode cur = this.head;while( cur != null){System.out.print(cur.val + " ");cur = cur.next;}System.out.println();}

5.查找key是否在單鏈表中

傳入關鍵字key，使用局部變量cur遍歷單鏈表，當cur.val等于key時，說明單鏈表中包含key，返回true，否則遍歷完沒找到，返回false

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//查找關鍵字key是否包含在單鏈表當中public boolean contains(int key){ListNode cur = this.head;while(cur !=null){if (cur.val == key){return true;}cur = cur.next;}return false;}

6.得到單鏈表的長度

跟順序表做法大同小異，還是用cur遍歷單鏈表，同時創(chuàng)建一個計數(shù)器count，只要節(jié)點不為null，count++，最后返回count的值就是該單鏈表的長度

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//得到單鏈表的長度public int size(){int count = 0;ListNode cur = this.head;while(cur!=null){count++;cur = cur.next;}return count;}

7.任意位置插入，第一個數(shù)據(jù)節(jié)點為0號下標

跟順序表類似，插入的時候，我們都要判斷其位置是否合法。然后我們需要創(chuàng)建一個findIndex方法用于查找插入位置的前一個節(jié)點

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//先找到index-1位置 節(jié)點的地址，就是cur位置public ListNode findIndex(int index){ListNode cur = this.head;while(index-1 != 0){cur=cur.next;index--;}return cur;}//任意位置插入,第一個數(shù)據(jù)節(jié)點為0號下標public void addIndex(int index,int data){if (index<0 || index>size()) {//先判斷index坐標的合法性System.out.println("index位置不合法！");return;}if (index == 0){//頭插法addFirst(data);return;}if (index == size()){//尾插法addLast(data);return;}ListNode cur = findIndex(index);ListNode node = new ListNode(data);node.next = cur.next;cur.next = node;}

8.刪除第一次出現(xiàn)關鍵字為key的節(jié)點

刪除的時候，我們要先判斷單鏈表是否為空(頭節(jié)點是否為null)。如果不為空，我們要看需要刪除的節(jié)點是否為頭節(jié)點，如果是，我們直接將頭節(jié)點的下一節(jié)點設置為頭節(jié)點。如果要刪除的節(jié)點不是頭節(jié)點，我們可以寫一個方法來尋找該節(jié)點的前驅(qū)節(jié)點，然后將要刪除的節(jié)點的下一節(jié)點del.next賦值給前驅(qū)節(jié)點的下一節(jié)點cur.next

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//先找到key節(jié)點的前驅(qū)節(jié)點public ListNode searchPrev(int key){ListNode cur = this.head;while (cur.next != null){if (cur.next.val == key){//如果找到該前驅(qū)節(jié)點，返回前驅(qū)節(jié)點curreturn cur;}cur = cur.next;//未找到就繼續(xù)遍歷鏈表}return null;//如果循環(huán)完都沒找到，就返回null} //刪除第一次出現(xiàn)關鍵字為key的節(jié)點public void remove(int key){if (this.head == null){System.out.println("鏈表為空，不能刪除！");return;}if (this.head.val == key){//要刪除的位置就在頭節(jié)點this.head = this.head.next;return;}ListNode cur = searchPrev(key);//調(diào)用剛剛寫的函數(shù)來尋找前驅(qū)curif (cur == null){System.out.println("沒有你要刪除的節(jié)點！");return;}ListNode del = cur.next;cur.next = del.next;}

9.刪除所有值為key的節(jié)點

首先還是要判斷單鏈表是否為空，如果為空則返回null。然后設置prev為cur的前驅(qū)，cur從head.next開始遍歷，遇到cur.val為key值時，刪除該節(jié)點然后繼續(xù)遍歷，遍歷完后再來處理頭節(jié)點，判斷head是否為key值，是的話進行刪除操作即可

具體代碼實現(xiàn)如下：

//刪除所有值為key的節(jié)點public ListNode removeAllKey(int key){if (this.head == null)return null;ListNode prev = this.head;ListNode cur = this.head.next;while (cur!= null){if (cur.val == key){//假如cur節(jié)點是要刪除的節(jié)點，將cur節(jié)點刪去再繼續(xù)遍歷prev.next = cur.next;cur = cur.next;}else{//cur節(jié)點不是要刪除的節(jié)點，繼續(xù)往后遍歷prev = cur;cur = cur.next;}}//最后處理頭，判斷頭節(jié)點的val域是不是key值if (this.head.val == key){this.head = this.head.next;}return this.head;}

10.清空單鏈表

• 暴力清空：直接將頭節(jié)點置空

//清空單鏈表public void clear(){this.head = null;}

• 溫柔清空：將節(jié)點一個一個釋放

//清空單鏈表public void clear(){while (this.head != null){ListNode curNext = head.next;this.head.next = null;this.head = curNext;}}

三.雙向不帶頭循環(huán)鏈表

1.創(chuàng)建節(jié)點類型

這里我們創(chuàng)建一個ListNode類來作為節(jié)點類型，包含三個成員變量：val域用來儲存數(shù)據(jù)，next用來存儲下一個節(jié)點的地址，prev用來存儲上一個節(jié)點的地址。
再創(chuàng)建一個帶參的構造方法來實例化對象，同時給val賦值，next和prev的默認值是null。接下來我們用代碼來實現(xiàn)一下：

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

然后，我們在MyLinkedList里創(chuàng)建兩個節(jié)點類型，分別是head和last，head指向雙鏈表的頭節(jié)點，last指向雙鏈表的尾節(jié)點。下面，我們來進行雙鏈表的增刪查改！

2.頭插法

同樣的，我們還是要先判斷第一次插入節(jié)點node時鏈表是否為空，如果鏈表為空，那么我們的head和last都要指向node。插入時，我們可以畫圖來理解：

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//頭插法public void addFirst(int data){ListNode node = new ListNode(data);//先判斷是不是第一次插入if (this.head == null){this.head = node;this.last = node;}else {node.next = this.head;this.head.prev = node;this.head = node;//最后將頭節(jié)點改為node}}

3.尾插法

跟頭插法一樣，第一次插入節(jié)點node時同樣要考慮鏈表是否為空。為空則將head節(jié)點和last節(jié)點都綁定為node節(jié)點即可。不為空時，我們同樣通過畫圖理解來更改位置，最后將last節(jié)點改為node節(jié)點即可

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//尾插法public void addLast(int data){ListNode node = new ListNode(data);//跟頭插法一樣，還是要先判斷是不是第一次插入if (this.head == null){this.head = node;this.last = node;}else{this.last.next = node;node.prev = this.last;this.last = node;}}

4.打印雙鏈表

跟單鏈表做法相同，使用局部變量cur來代替head遍歷雙鏈表

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//打印雙鏈表public void display(){//和單鏈表的打印方式一樣ListNode cur = this.head;while (cur != null){System.out.print(cur.val + " ");cur = cur.next;}System.out.println();}

5.查找key是否在雙鏈表中

做法也跟單鏈表相同，使用局部變量cur代替head遍歷鏈表，cur.val的值等于key值時就返回true

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//查找是否包含關鍵字key是否在雙鏈表當中public boolean contains(int key){ListNode cur = this.head;while (cur != null){if (cur.val == key){return true;}cur = cur.next;}return false;}

6.得到雙鏈表的長度

做法還是與單鏈表相同。設置一個計數(shù)器count，局部變量cur來代替head遍歷，cur不為0時，count++，最后返回count就是雙鏈表的長度

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//打印雙鏈表public void display(){//和單鏈表的打印方式一樣ListNode cur = this.head;while (cur != null){System.out.print(cur.val + " ");cur = cur.next;}System.out.println();}

7.任意位置插入，第一個數(shù)據(jù)節(jié)點為0號下標

插入的時候，我們要先判斷index位置的合法性。然后我們創(chuàng)建一個findIndex方法來尋找要插入的位置。注意，跟單鏈表不同，單鏈表是尋找插入位置的前驅(qū)！

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//找到要插入節(jié)點的位置public ListNode searchIndex(int index){ListNode cur = this.head;while (index != 0) {cur = cur.next;index--;}return cur;} //任意位置插入,第一個數(shù)據(jù)節(jié)點為0號下標public void addIndex(int index,int data){ListNode node = new ListNode(data);if (index<0 || index>size()){//先判斷index位置的合法性System.out.println("該位置不合法！");}if (index == 0){//頭節(jié)點插入，采用頭插法addFirst(data);}if (index == size()){//尾節(jié)點插入，采用尾插法addLast(data);}ListNode cur = searchIndex(index);node.next = cur.prev.next;cur.prev.next = node;node.prev = cur.prev;cur.prev = node;}

8.刪除第一次出現(xiàn)關鍵字為key的節(jié)點

首先還是判斷鏈表是否為空，不為空我們再去尋找刪除的節(jié)點，要刪除的節(jié)點有三種情況：

• 要刪除的節(jié)點在頭節(jié)點：直接將頭節(jié)點的下一節(jié)點設置為新的頭節(jié)點，再將新頭節(jié)點的前驅(qū)置為空即可
• 要刪除的節(jié)點在中間節(jié)點：只需要通過畫圖，然后改四個位置即可
• 要刪除的節(jié)點在尾節(jié)點：將尾節(jié)點前驅(qū)的next置為尾節(jié)點的next（也就是null），再將尾節(jié)點的前驅(qū)設為新的尾節(jié)點

具體的代碼實現(xiàn)如下：(這段代碼可能難理解，建議畫圖自己寫一遍)

//刪除第一次出現(xiàn)關鍵字為key的節(jié)點public void remove(int key){ListNode cur = this.head;while (cur != null) {if (cur.val == key) {if (cur == head){//首先判斷要刪除的節(jié)點是不是頭節(jié)點this.head = this.head.next;//先將頭節(jié)點往后移一位if (head != null){//如果雙鏈表不是只有一個節(jié)點this.head.prev = null;//再將現(xiàn)在頭節(jié)點的前驅(qū)置為空}else{//如果雙鏈表只有一個節(jié)點，即head為空了this.last = null;//要把last也置為空}}else {cur.prev.next = cur.next;//將cur的next，賦給cur前驅(qū)的nextif (cur.next != null) {//說明不是尾節(jié)點，是中間位置cur.next.prev = cur.prev;}else{//說明是尾節(jié)點，只需要將last往前移一位this.last = this.last.prev;}}return;}cur = cur.next;}}

9.刪除所有值為key的節(jié)點

我們在上一段代碼發(fā)現(xiàn)刪除完一個節(jié)點后就不再執(zhí)行了。既然要刪除所有的節(jié)點，那我們刪掉return即可，即代碼刪除完一個節(jié)點后不返回，繼續(xù)執(zhí)行

具體的代碼實現(xiàn)如下：

//刪除所有值為key的節(jié)點public void removeAllKey(int key){ListNode cur = this.head;while (cur != null) {if (cur.val == key) {if (cur == head){//首先判斷要刪除的節(jié)點是不是頭節(jié)點this.head = this.head.next;//先將頭節(jié)點往后移一位if (head != null){//如果雙鏈表不是只有一個節(jié)點this.head.prev = null;//再將現(xiàn)在頭節(jié)點的前驅(qū)置為空}else{//如果雙鏈表只有一個節(jié)點，即head為空了this.last = null;//要把last也置為空}}else {cur.prev.next = cur.next;//將cur的next，賦給cur前驅(qū)的nextif (cur.next != null) {//說明不是尾節(jié)點，是中間位置cur.next.prev = cur.prev;}else{//說明是尾節(jié)點，只需要將last往前移一位this.last = this.last.prev;}}//刪完cur繼續(xù)往后走，不return}cur = cur.next;}}

10.清空雙鏈表

• 暴力清空：將頭節(jié)點和尾節(jié)點都置為空
• 溫柔清空：先將head一個一個清空，最后將last也置空

//清空雙向鏈表public void clear(){while (head != null) {ListNode curNext = head.next;head.next = null;head.prev = null;head = curNext;}last = null;//最后將last也全部置為空}

四.順序表和鏈表的區(qū)別

1.從組織上看

• 順序表底層是一個數(shù)組，是邏輯上和物理上都連續(xù)的
• 鏈表是一個由若干節(jié)點組成的數(shù)據(jù)結構，邏輯上是連續(xù)的，但是物理/內(nèi)存上不一定連續(xù)

2.從操作上看

• 順序表適合查找相關操作，因為可以使用下標直接獲取某一位置的元素
• 鏈表適合需要頻繁插入、刪除操作。不需要像順序表一樣移動元素，只需要修改指向
• 順序表滿了后還需要擴容，擴容空間也不一定能完全利用，空間利用率不高。而鏈表隨用隨取，不用擔心空間的浪費

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java数据结构-认识链表的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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