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:

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