1Java学习笔记之数据结构——单链表

前两天找工作面试过程中，被一家搞大数据的问到了二叉树、算法相关的，本来大学时就没学好，经过几年的工作，平时用的更少，一下子看着题简单，就是写不上来。

因为工作中总是一上来不管什么类型，就开始Array，ArrayList，HashMap，HashSet就搞起了，好像就没用过什么的别的结构。虽然明知道这样是不对的，但是那种懒劲上来，别的都不管了。最近危机感非常重，因为慢慢发现虽然会的框架越来越多，配的越来越溜，数据库表设计也越来越规范，但是总感觉根基不稳。这种不稳的感觉来自于对框架底层的实现的漠视和数据结构的生疏。

数据结构学不好，则会导致在编码中一些场合选型错误，性能低下，内存大。框架吃不透，设计模式不精，则会导致系统模块间耦合性高，难以修改，做不了大项目。

所以决定重拾一下之前落下的知识，从0再学一遍。找了本书，就按书的目录来一篇一篇学习，记录。供日后自己随时查看。

第一篇是单链表。

单链表是个很简单，概念很容易理解的数据结构。就是每个节点只需要记录自己的值，和下一个节点的地址。好比幼儿园排队一样，老师说，每个同学你只需要记住你后面的同学是谁就可以了。这样这个队就能排起来了，每次小朋友只需要找到自己后面的人，让他站自己后面就可以了。

特点就是每次要找某个节点，都需要从头开始遍历，查询效率低，不如数组和ArrayList能记录节点的下标位置，根据下标位置直接就能找到。但是插入和删除时效率高，因为只需要在被插入的位置移动一个节点就可以了，而ArrayList则需要移动所有的在被插入位置的后面元素，会整体往后推一个位置。

下面来实现一个简单的单链表模型。

定义一个节点类Node，一个属性String用来存值，一个Node对象用来存下个节点。

package singlelink;

/**
 * Created by wuwf on 2017/3/25.
 */
public class Node {
    private String data;
    private Node next;

    public Node(String data) {
        this.data = data;
        next = null;
    }

    public String getData() {
        return data;
    }

    public void setData(String data) {
        this.data = data;
    }

    public Node getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(Node next) {
        this.next = next;
    }
}

再定义一个LinkedList来代表这个单链表结构，里面有添加到末尾，添加到某个位置等方法

package singlelink;

/**
 * Created by wuwf on 2017/3/25.
 * 单链表
 */
public class LinkedList {
    private int size;
    /*
     * 头节点
     */
    private Node head;

    public LinkedList() {
        size = 0;
    }

    public int size() {
        return size;
    }

    public void print() {
        if (size == 0) {
            System.out.println("空列表");
            return;
        }
        Node node = head;
        while (node != null) {
            System.out.println(node.getData());
            node = node.getNext();
        }
    }

    /**
     * 在末尾追加一个节点
     *
     * @param node
     */
    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        //如果链表为空,那新增的这个node就作为head
        if (size == 0) {
            head = node;
        } else { //添加到末尾
            Node last = head;
            while (last.getNext() != null) {
                last = last.getNext();
            }
            last.setNext(node);
        }
        size++;
    }

    /**
     * 在某个位置插入一个节点
     *
     * @param index
     * @param node
     */
    public void insert(int index, Node node) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new RuntimeException("越界");
        }
        if (node == null) {
            return;
        }
        //插头部
        if (index == 0) {
            node.setNext(head);
            head = node;
        } else {
            Node tempNode = head;
            for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
                //取到要被插入的节点的父节点
                tempNode = tempNode.getNext();
            }
            node.setNext(tempNode.getNext());
            tempNode.setNext(node);
        }
        size++;
    }

}

LinkedList里定义了一个属性size来记录链表的总长度，里面不能存在null的值。

head代表第一个节点，如果head也为null，代表该链表为空的。

add方法是在末尾追加一个节点，这个比较好理解。做法就是从head到尾遍历，然后在尾节点setNext（新节点）即可。

insert方法解释一下，是在某个位置插入一个节点。做法是先找到要被插入的位置的上一个节点（父节点A），然后将新节点B作为A的next节点，再将原来的A的next作为新节点B的next即可。理解很容易，写成代码时还需要做一些越界和为空判断。

我只写了add和insert，只要这两个理解了，那么delete其实和add是一样的步骤。