Java实现数据结构中的链表

一.链表的概念

链表是一种线性数据结构，其中元素通过"指针"或"引用"连接在一起

每个元素（称为节点）都包含两部分：

数据域：存储着节点的实际数据
指针域：存储下一个（或上一个）节点的内存地址

链表的基本结构如下：

复制代码

节点1         节点2         节点3
+------+     +------+     +------+
| 数据 |     | 数据 |     | 数据 |
|  A   |     |  B   |     |  C   |
+------+     +------+     +------+
| 指针 | --> | 指针 | --> | 指针 | --> null
+------+     +------+     +------+

二.Java超详细代码实现

java 复制代码

public class SinglyLinkedList{

    private static class Node{
        int value; // 节点的值
        Node next; // 指向下一个节点的指针

        public Node(int value, Node next) {
            value = value;
            next = next;
        }
    }
}

Node类的构造方法中出现的极大的问题：字段赋值错误（没有使用this关键字）

value = value;

next = next;

这两行代码实际上没有给成员变量赋值，而是将参数赋值给了自己（即局部变量覆盖，因为局部变量\参数和成员变量同名了，局部变量会遮蔽成员变量）

成员变量的this.value和this.next会保持默认值0和null（在Java中，类的成员变量也叫实例变量，如果没有显式初始化，则会被自动赋予一个"默认值"。这是Java虚拟机JVM保证的，目的是防止使用未初始化的内存）

默认值规则如下：

数据类型	默认值
`byte`	`0`
`short`	`0`
`int`	`0`
`long`	`0L`
`float`	`0.0f`
`double`	`0.0d`
`char`	`'\u0000'`（空字符）
`boolean`	`false`
所有引用类型（如 `Object`, `String`, `Node` 等）	`null`

java 复制代码

package algorithm.datastructure.linkedlist;

public class SinglyLinkedList{
    Node head; // 头指针

    // 静态内部类Node(节点不需要知道它属于哪个链表，只需要知道自己的value和next，和外部链表对象无关。因此用static修饰Node类)
    // 用private修饰，其他文件无法访问Node类(对外隐藏实现细节)
    private static class Node{
        int value; // 节点的值
        Node next; // 指向下一个节点的指针

        // 带参构造方法
        // 构造方法不能被被任何访问修饰符之外的关键字修饰，只能被public、protected、private修饰
        // 这里主要理解构造方法为什么不能被static修饰：因为构造方法本质上是为一个新对象初始化状态，而static表示与对象无关只与类有关，两者矛盾
        public Node(int value, Node next) {
            this.value = value; // this关键字表示当前实例对象的引用(注意：this不能在static上下文中使用，因为静态方法\变量属于类，不属于任何该类的对象)
            this.next = next; // 在内部类中，this指的是当前内部类自身(Node自己)；若要访问外部类的this，需要用outerClassName.this
        }
    }

    public void addFront(int value) {
        head = new Node(value, head); // 这行代码能处理头指针为空和头指针不为空的两种情况
        /*分析：
        * 如果head为null，则向链表头部插入一个节点就是：新节点的next指针指向null，然后让头指针指向新节点
        * 如果head不为null，则头插法：新节点的next指向head(即链表的第一个节点)，再让第一个节点head指向新节点*/
    }

    public void loop() {
        for (Node p = head; p != null; p = p.next) {
            System.out.println(p.value);
        }
        // 或
//        Node p = head;
//        while (p != null) {
//            System.out.println(p.value);
//            p = p.next;
//        }
    }
}

java 复制代码

package algorithm.datastructure.linkedlist;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        SinglyLinkedList list = new SinglyLinkedList();
        list.addFront(1);
        list.addFront(2);
        list.addFront(3);
        list.addFront(4);
        list.addFront(5);
        list.loop();
    }
}

输出：

java 复制代码