1. 简单介绍
链表,即线性表的链式存储结构,链表使用一组任意的存储单元来存储数据元素。如果某两个数据元素在逻辑位置上相邻,那么他们在物理位置上不一定相邻。如图:
但是这样看着太乱了,为了看着舒服,表示方便,我们把这张图改成:
2. 单向链表的结构和特点
在上图中,我们可以看出一个链表包含了存储的数据元素(方框中的值)以及这些数据元素之间逻辑关系(箭头,下一个数据元素的位置)。为了表示数据元素及逻辑关系,我们需要一个能存储它们的“载体”,这个载体就是结点(node)。它长这样:
一个结点有两个部分:data是存储数据的数据域,next是存储它的下一个数据元素(在逻辑上)的位置信息的指针域。
有了这两个部分,一个具体的单向链表如下:
介绍到这里,可以很容易地总结出单向链表的特点:
- 链表由若干结点组成
- 每个结点由数据域和指针域组成,数据域存储数据,指针域存储下一个结点的位置
- 单向链表是单向的,数据存取必须从第一个结点开始
- 链表的最后一个结点没有后继结点,所以其指针域置为Null,表示链表结束
2.1. 头结点与头指针
头结点:即单链表的第1个存数据的结点之前的那个结点,该结点的数据域可以不存储任何信息,也可以存储如链表长度等附加信息,该结点的指针域指向第1个存数据的结点。
下面是一个带头结点的链表:
head.next
是第1个存数据的结点
下面是一个不带头结点的链表:
head
是第1个存数据的结点
头指针(head):不是一个单独的结点,而是对第1个结点的引用。它通过存储一个指向第1个结点的指针来保存整个链表
注意:第1个结点不一定是第1个存数据的结点
- 在带头结点的单链表中,头指针指向第1个结点(头结点)
- 在不带头结点的单链表中,头指针指向第1个结点(第1个存数据的结点)
3. 单链表的操作
在介绍下面的操作时,会分两种:带头结点的链表和不带头结点的链表。
/**
* 结点类
* @author Xing Xiaoguan
*/
public class Node {
int data;
Node next;
public Node() {
}
public Node(int data) {
this.data = data;
}
}
3.1. 增加结点
3.1.1. 带头结点的单链表
头插法:新增加的结点放在头结点后面。头插法的结点顺序和插入顺序相反。下图是头插法的过程
尾插法:新增加的结点放在链表的最后面。下图是尾插法的过程:
中间插法:新增加的结点插在链表中间。下图是中间插法的过程:
由于是单向链表,所以我们必须先找到prevNode
结点,才能进行插入操作。
nextNode
不是必须的,可以使用prevNode.next
代替。如果这样代替了,插入操作的顺序不能变,否则prevNode
结点后的所有结点都会丢失。
3.1.2. 不带头节点的单链表
头插法:新增加的结点被头指针引用。下图记录了整个过程:
尾插法:新增加的结点放在链表的最后面。下图描述了过程:
中间插法:不带头节点和带头结点的一样。
3.1.3. 二者比较
比较上面的动图可以看出:
不带头结点的链表在进行头插和尾插时需要考虑空链表的情况,即插入第1个结点和插入其他结点的操作不同。
带头结点的链表在进行头插和尾插时不需要考虑空链表的情况,即插入第1个结点和插入其他结点的操作相同。
显然带头结点的链表在进行插入操作时更方便。
3.2. 遍历链表
带头结点和不带头节点的链表在遍历时要注意遍历的起点和结束:第一个存数据的结点~最后一个存数据的结点。
带头结点的链表遍历从head.next
结点开始,不带头结点的链表遍历从head
开始。
//带头结点的遍历
for (Node node = head.next; node != null; node = node.next)
System.out.print(node.data + " ");
//不带头结点的遍历
for (Node node = head; node != null; node = node.next)
System.out.print(node.data + " ");
3.3. 查询结点
查询其实就是对遍历的应用,不管是根据下标index
查询还是根据数据data
查询,其实都是在遍历链表。
3.4. 删除结点
3.4.1. 带头结点的单链表
删除第一个存数据的结点:
删除最后一个结点:
删除中间结点:
3.4.2. 不带头结点的单链表
删除第一个存数据的结点:
删除中间结点和删除最后一个结点的操作与带头结点的操作相同。
3.4.3. 二者比较
删除第1个存数据的结点的操作不同,删除中间结点和尾结点的操作相同。
3.5. 更新结点
更新结点是对查询的应用,查询到要更新的结点然后更新即可。
4. 代码
完整代码获取请移步码云
https://gitee.com/xingrenguanxue/code-in-blogs/tree/master/src/链表基础总结/linkedlist
如有错误,还请指正