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目录
- [1. 前言](#1. 前言)
- 2.链表
- 3.链表的实现
-
- [3.1 IList接口](#3.1 IList接口)
- 3.2MyLinkList实现
- [3.3 Test](#3.3 Test)
- 4.LinkedList
-
- [4.1 LinkedList的使用](#4.1 LinkedList的使用)
- [4.2 LinkedList的遍历](#4.2 LinkedList的遍历)
- 4.3ArrayList和LinkedList的区别
1. 前言
在上一篇文章中，我们已经认识了顺序表，通过源码我们知道ArrayList底层是使用数组来存储元素，当在ArrayList任意位置插入或者删除元素时，就需要将后序元素整体往前或者往后搬移，时间复杂度为O(n)，效率比较低，因此ArrayList不适合做任意位置插入和删除比较多的场景。因此：java集合中又引入了LinkedList，即链表结构。
2.链表
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 。
注意： 链式结构是在逻辑上连续，但在物理上不一定连续。
实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构：
1.单向或者双向
2.带头或者不带头
3.循环或者非循环
虽然有这么多的链表的结构，但是我们重点掌握两种:
无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
3.链表的实现
3.1 IList接口
java
public interface IList {
//头插法
void addFirst(int data);
//尾插法
void addLast(int data);
//任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
void addIndex(int index,int data);
//查找是否包含关键字key是否在单链表当中
boolean contains(int key);
//删除第一次出现关键字为key的节点
void remove(int key);
//删除所有值为key的节点
void removeAllKey(int key);
//得到单链表的长度
int size();
void clear();
void display();
}3.2MyLinkList实现
java
public class MyLinkList implements IList{
//内部类
class Node{
public int val;
public Node next;//下一个结点
public Node head;//头结点
public Node(int val){
this.val=val;
}
}
//自己创造的一个链表
public void create(){
Node node1=new Node(1);
Node node2=new Node(2);
Node node3=new Node(3);
node1.next=node2;
node2.next=node3;
head= node1;
}
//头插法
@Override
public void addFirst(int data) {
Node node=new Node(data);
node.next=head;
head=node;
}
//尾插法
@Override
public void addLast(int data) {
Node node=new Node(data);
Node end=head;
while (end.next!=null){
end=end.next;
}
end.next=node;
}
//在某一个位置插入一个元素
@Override
public void addIndex(int index, int data) {
if(index<0||index>size()){
System.out.println("位置不合法");
return;
}
if(index==0){
addFirst(data);
return;
}
if(index==size()){
addLast(data);
return;
}
Node node=new Node(data);
Node pre=getNode(index);
node.next=pre.next;
pre.next=node;
}
public Node getNode(int index){
Node node=head;
while (index-1!=0){
node=node.next;
index--;
}
return node;
}
//是否包含某一个元素
@Override
public boolean contains(int key) {
Node node=head;
while (node!=null){
if(node.val==key){
return true;
}
node=node.next;
}
return false;
}
//删除第一个为key的元素
@Override
public void remove(int key) {
if(head.val==key){
head=head.next;
return;
}
int index=getindex(key);
Node node=head;
while (index-1!=0){
node=node.next;
index--;
}
node.next=node.next.next;
}
//根据key返回它的前一个坐标
public int getindex(int key){
int count=0;
Node node=head;
while (node!=null){
if(node.val==key){
return count;
}
node=node.next;
count++;
}
return -1;
}
//删除所有为key的元素
@Override
public void removeAllKey(int key) {
if (head==null){
return;
}
Node node=head;
Node cur=head.next;
while (cur!=null){
if(cur.val==key){
node.next=cur.next;
cur=cur.next;
}else {
node=node.next;
cur=cur.next;
}
}
if(head.val==key){
head=head.next;
}
}
//求链表大小
@Override
public int size() {
Node node=head;
int count=0;
while (node!=null){
count++;
node=node.next;
}
return count;
}
//清空链表
@Override
public void clear() {
Node node=head;
while (node!=null){
Node next=node.next;
node.next=null;
node=next;
}
head=null;
}
//打印链表
@Override
public void display() {
Node node=head;
while (node!=null){
System.out.print(node.val+" ");
node=node.next;
}
}
}3.3 Test
java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
MyLinkList myLinkList=new MyLinkList();
myLinkList.create();
myLinkList.display();
System.out.println();
//头插法
System.out.println("头插法");
myLinkList.addFirst(12);
myLinkList.addFirst(13);
myLinkList.addFirst(14);
myLinkList.display();
System.out.println();
//尾插法
System.out.println("尾插法");
myLinkList.addLast(21);
myLinkList.addLast(22);
myLinkList.addLast(23);
myLinkList.display();
System.out.println();
//中间位置插入
System.out.println("在1位置插入100");
myLinkList.addIndex(1,100);
myLinkList.addIndex(1,100);
myLinkList.addIndex(1,100);
myLinkList.display();
System.out.println();
//查找元素
Boolean a=myLinkList.contains(100);
System.out.println(a);
//删除第一个100元素
myLinkList.remove(100);
myLinkList.display();
System.out.println();
//删除所有100的元素
myLinkList.removeAllKey(100);
myLinkList.display();
System.out.println();
//求size
int Size=myLinkList.size();
System.out.println(Size);
//清空链表
myLinkList.clear();
myLinkList.display();
}
}输出结果如下：
4.LinkedList
LinkedList的底层是双向链表结构，由于链表没有将元素存储在连续的空间中，元素存储在单独的节点中，然后通过引用将节点连接起来了，因此在在任意位置插入或者删除元素时，不需要搬移元素，效率比较高。
LinkedList源码：
【说明】
通过上图所示，我们可以知道LinkedList实现了List接口,LinkedList的底层使用了双向链表。
4.1 LinkedList的使用
构造：
| 方法 | 解释 |
|---|---|
| LinkedList() | 无参构造 |
| public LinkedList(Collection<? extends E> c) | 使用其他集合容器中元素构造List |
java
public static void main(String[] args) {
// 构造一个空的LinkedList
List<Integer> list1 = new LinkedList<>();
List<String> list2 = new java.util.ArrayList<>();
list2.add("JavaSE");
list2.add("JavaWeb");
list2.add("JavaEE");
// 使用ArrayList构造LinkedList
List<String> list3 = new LinkedList<>(list2);
}其他常用方法：
| 方法 | 解释 |
|---|---|
| boolean add(E e) | 尾插e |
| void add(int index, E element) | 将 e 插入到 index 位置 |
| boolean addAll(Collection<? extends E> c) | 尾插c中的元素 |
| E remove(int index) | 删除 index 位置元素 |
| boolean remove(Object o) | 删除遇到的第一个 o |
| E get(int index) | 获取下标 index 位置元素 |
| E set(int index, E element) | 将下标 index 位置元素设置为 element |
| void clear() | 清空 |
| boolean contains(Object o) | 判断 o 是否在线性表中 |
| int indexOf(Object o) | 返回第一个 o 所在下标 |
| int lastIndexOf(Object o) | 返回最后一个 o 的下标 |
| List< E > subList(int fromIndex, int toIndex) | 截取部分 list |
4.2 LinkedList的遍历
java
LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
list.add(1); // add(elem): 表示尾插
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
list.add(5);
list.add(6);
list.add(7);
System.out.println(list.size());
// foreach遍历
for (int e:list) {
System.out.print(e + " ");
}
System.out.println();
// 使用迭代器遍历---正向遍历
ListIterator<Integer> it = list.listIterator();
while(it.hasNext()){
System.out.print(it.next()+ " ");
}
System.out.println()；4.3ArrayList和LinkedList的区别
本篇文章主要介绍了链表的基础知识，简单介绍了什么是链表以及如何实现一个链表，以及LinkedList的操作方法，在下一篇文章中博主将带领同学们一起学习链表的相关习题。
下期预告：链表经典练习题