链表
链表的概念
链表是一种物理存储结构上非连续 的存储结构，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。
通俗来说，相比较于顺序表（物理上连续，逻辑上也连续），链表物理上不一定连续。
链表是由一个一个节点组织起来的，组织起来的整体就叫做链表。
链表的结构非常多样，
1.单向或双向
2.带头或不带头
3.循环或非循环
以上的链表结构可以组成八种链表。
在Java集合框架中的LinkedList 底层实现的是无头双向循环链表。
LinkedList模拟实现
1.创建一个无头双向链表，并标志头结点个尾结点。
java
static class ListNode {
public int val;
public ListNode prev;//前驱
public ListNode next;//后继
public ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}
public ListNode head;//标志头节点
public ListNode last;//标志尾结点2.计算双向链表的长度：
从head开始遍历节点到尾结点，并定义一个变量count计数。
java
public int size(){
int count = 0;
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
count++;
cur = cur.next;
}
return count;
}这里有一个问题，为什么遍历的条件是（cur！=null）？而不是（cur.next！=null）？
我们可以知道，此链表的尾结点next位置存的是null，如果以（cur.next！=null）作为判断条件，
那么当执行完循环中最后一条语句"cur = cur.next;"时，此时由于尾结点的next为空，所以会跳出循环，相当于count少进行了一次计数，那么最终的count值就是错误的。
3.查找是否包含关键字key在链表中
java
public boolean contains(int key){
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
if(cur.val == key) {
return true;
}
cur = cur.next;
}
return false;
}4.头插法
关键步骤：
node.next = head;
head.prev = node;
head = node;
java
public void addFirst(int data){
ListNode node = new ListNode(data);
if(head == null) {
//是不是第一次插入节点
head = last = node;
}else {
node.next = head;
head.prev = node;
head = node;
}
}5.尾插法：
关键步骤：
last.next = node;
node.prev = last;
last = last.next;
java
public void addLast(int data){
ListNode node = new ListNode(data);
if(head == null) {
//是不是第一次插入节点
head = last = node;
}else {
last.next = node;
node.prev = last;
last = last.next;
}
}6.任意位置插入：
关键步骤：
先记录要插入位置上的节点，记为cur，然后直接修改指向
node.next = cur;
cur.prev.next = node;
node.prev = cur.prev;
cur.prev = node;
注意：不能修改代码顺序
java
public void addIndex(int index,int data){
try {
checkIndex(index);
}catch (IndexNotLegalException e) {
e.printStackTrace();
}
//在0位置插入调用头插法
if(index == 0) {
addFirst(data);
return;
}
//在尾位置插入调用尾插法
if(index == size()) {
addLast(data);
return;
}
//1. 找到index位置
ListNode cur = findIndex(index);
ListNode node = new ListNode(data);
//2、开始绑定节点
node.next = cur;
cur.prev.next = node;
node.prev = cur.prev;
cur.prev = node;
}
private ListNode findIndex(int index) {
ListNode cur = head;
while (index != 0) {
cur = cur.next;
index--;
}
return cur;
}
private void checkIndex(int index) {
if(index < 0 || index > size()) {
throw new IndexNotLegalException("双向链表插入index位置不合法: "+index);
}
}7.删除第一次出现关键字为key的节点
关键步骤：
（1）修改前驱指针的next，跳过cur
cur.prev.next = cur.next;
（2）修改下一个指针的前驱，跳过cur
cur.next.prev = cur.prev;
java
public void remove(int key){
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
if(cur.val == key) {
//开始删除 处理头节点
if(cur == head) {
head = head.next;
if(head != null) {
head.prev = null;
}else {
//head == null 证明只有1个节点
last = null;
}
}else {
cur.prev.next = cur.next;
if(cur.next == null) {
//处理尾巴节点
last = last.prev;
}else {
cur.next.prev = cur.prev;
}
}
return;//删完一个就走
}
cur = cur.next;
}
}8.删除所有值为key的节点
与上一个方法类似，区别是上一个方法删一个之后就退出。
java
public void removeAllKey(int key){
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
if(cur.val == key) {
//开始删除 处理头节点
if(cur == head) {
head = head.next;
if(head != null) {
head.prev = null;
}else {
//head == null 证明只有1个节点
last = null;
}
}else {
cur.prev.next = cur.next;
if(cur.next == null) {
//处理尾巴节点
last = last.prev;
}else {
cur.next.prev = cur.prev;
}
}
}
cur = cur.next;
}9.清空链表
java
public void clear(){
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
ListNode curN = cur.next;
//cur.val = null;
cur.prev = null;
cur.next = null;
cur = curN;
}
head = last = null;
}LinkedList
什么是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实现了List接口。
LinkedList没有实现RandomAccess接口，因此不支持随机访问。
LinkedList的任意位置插入和删除元素时效率比较高，时间复杂度为O（1）
LinkedList的构造
|------------------------------------------------|-------------------|
| 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);
}LinkedList其他常用方法介绍
|-----------------------------------------------|---------------------------|
| 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 |