java中链表的数据结构的理解

在 Java 中,链表是一种常见的数据结构,可以通过类的方式实现自定义链表。以下是关于 Java 中链表的数据结构和实现方式的详细介绍。


1. 自定义链表结构

Java 中链表通常由一个节点类 (ListNode) 和可能的链表操作类构成。

节点类 (ListNode)

这是链表的基本组成部分,每个节点包含数据域和指向下一个节点的引用。

java 复制代码
class ListNode {
    int val; // 数据域
    ListNode next; // 指向下一个节点的引用

    // 构造函数
    ListNode() {}
    ListNode(int val) { this.val = val; }
    ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
}

2. 单链表 (Singly Linked List)

单链表中,每个节点只指向下一个节点。

基本操作实现
java 复制代码
class SinglyLinkedList {
    private ListNode head; // 头节点

    // 添加节点到链表末尾
    public void add(int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        if (head == null) {
            head = newNode;
        } else {
            ListNode current = head;
            while (current.next != null) {
                current = current.next;
            }
            current.next = newNode;
        }
    }

    // 删除指定值的节点
    public void delete(int val) {
        if (head == null) return;
        if (head.val == val) {
            head = head.next;
            return;
        }
        ListNode current = head;
        while (current.next != null && current.next.val != val) {
            current = current.next;
        }
        if (current.next != null) {
            current.next = current.next.next;
        }
    }

    // 打印链表
    public void printList() {
        ListNode current = head;
        while (current != null) {
            System.out.print(current.val + " -> ");
            current = current.next;
        }
        System.out.println("null");
    }
}

3. 双链表 (Doubly Linked List)

双链表的每个节点有两个引用,一个指向前一个节点,另一个指向后一个节点。

节点类
java 复制代码
class DoublyListNode {
    int val;
    DoublyListNode prev; // 指向前一个节点
    DoublyListNode next; // 指向下一个节点

    DoublyListNode(int val) { this.val = val; }
}
双链表操作
java 复制代码
class DoublyLinkedList {
    private DoublyListNode head; // 头节点
    private DoublyListNode tail; // 尾节点

    // 添加到链表末尾
    public void add(int val) {
        DoublyListNode newNode = new DoublyListNode(val);
        if (head == null) {
            head = tail = newNode;
        } else {
            tail.next = newNode;
            newNode.prev = tail;
            tail = newNode;
        }
    }

    // 删除指定值的节点
    public void delete(int val) {
        DoublyListNode current = head;
        while (current != null && current.val != val) {
            current = current.next;
        }
        if (current == null) return; // 未找到
        if (current.prev != null) {
            current.prev.next = current.next;
        } else {
            head = current.next; // 删除头节点
        }
        if (current.next != null) {
            current.next.prev = current.prev;
        } else {
            tail = current.prev; // 删除尾节点
        }
    }

    // 打印链表
    public void printList() {
        DoublyListNode current = head;
        while (current != null) {
            System.out.print(current.val + " <-> ");
            current = current.next;
        }
        System.out.println("null");
    }
}

4. 使用 Java 标准库的链表

Java 提供了标准库中的 LinkedList 类,可以直接使用,不需要手动实现。

使用 LinkedList
java 复制代码
import java.util.LinkedList;

public class LinkedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();

        // 添加元素
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);

        // 删除元素
        list.remove(Integer.valueOf(2));

        // 打印链表
        System.out.println(list); // 输出: [1, 3]
    }
}
特点
  • LinkedList 是双向链表,提供头尾操作支持。
  • 它实现了 List 接口和 Deque 接口,可用作队列和栈。

总结

  1. 自定义链表 :适用于需要实现特定链表功能的场景。
    • 单链表 :每个节点只有 next 引用。
    • 双链表 :每个节点有 nextprev 引用,操作更加灵活。
  2. Java 标准库 LinkedList:提供开箱即用的链表操作,适合一般用途。
相关推荐
艾莉丝努力练剑16 分钟前
【LeetCode&数据结构】单链表的应用——反转链表问题、链表的中间节点问题详解
c语言·开发语言·数据结构·学习·算法·leetcode·链表
武子康1 小时前
Java-72 深入浅出 RPC Dubbo 上手 生产者模块详解
java·spring boot·分布式·后端·rpc·dubbo·nio
_殊途2 小时前
《Java HashMap底层原理全解析(源码+性能+面试)》
java·数据结构·算法
椰椰椰耶3 小时前
【Spring】拦截器详解
java·后端·spring
没有bug.的程序员4 小时前
JAVA面试宝典 - 《MyBatis 进阶:插件开发与二级缓存》
java·面试·mybatis
没有羊的王K5 小时前
SSM框架学习——day1
java·学习
又菜又爱coding5 小时前
安装Keycloak并启动服务(macOS)
java·keycloak
不知道叫什么呀6 小时前
【C】vector和array的区别
java·c语言·开发语言·aigc
wan_da_ren6 小时前
JVM监控及诊断工具-GUI篇
java·开发语言·jvm·后端
秋说6 小时前
【PTA数据结构 | C语言版】顺序队列的3个操作
c语言·数据结构·算法