Java数据结构之单链表详解

一、图示

二、链表的概念及结构

链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的 。

实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构：

单向、双向

带头、不带头

循环、非循环

今天，我们实现的是一个 单向 无头 非循环的链表。

下面是此链表的结构组成。

三、单链表的实现

（1）定义一个节点类型

我们创建一个 ListNode 的类作为节点类型，那么我们如何定义成员属性呢？

通过上面的结构分析，我们需要定义两个成员变量 val --作为该节点的存储的数值， next – 保存下一个节点的地址/引用。

同时定义之后，他们的默认值为 0 ，null ，所以要想赋予这个节点数值，要写一个构造方法去首先保存数值。

这里我们提供了两个构造方法，一个是实现提供数值的节点，另一个是没有提供数值的节点，方便我们之后使用。

之后我们在 MyListNode 的类中实现单链表的各种方法。

（2）头插法

 

以上述结构为例，这个单链表没有专门的傀儡节点来充当头节点，首个节点就定义为头节点，所以头插法，就是我们定义一个节点，插在这个链表的最前面，作为新的 head。

代码实现：

1.定义一个插入的节点

 ListNode cur = new ListNode(2);

此时我们就创建了一个val 为2 的节点。

2.插在头节点的前面

这里分两种情况，

第一次插入节点

不是第一次插入节点

头插之后的结构：

代码实现：

（3）尾插法

和头插法类似，同样插入一个节点，在链表的最后。

这里插入也分为两种情况

第一次插入节点

不是第一次插入节点

代码实现：

（4）根据下标插入节点

第一个数据节点为0号下标，任意位置插入节点。

还以上面的链表为例，我们想将新的节点插入到2 号位置

如果想插到2号位置，我们需要改变原来的 1号位置节点和2号位置节点的相关属性。

思路实现：

  1.先判断传入的 index 下标位置是否合法

  2.如果传入的index==0，头插法

  3.如果传入的index==sizeof(),尾插法

  4.如果 sizeof() > index > 0 在链表中间插入,我们首先要找到 index-1 位置的节点 prev

查找 index-1

修改 prev节点的属性 以及 新节点的属性

  node.next = prev.next
     prev.next = node;

代码实现过程

（5）查找关键字

以上面的链表为例，我们现在要查找这个链表中是否出现 val=20 的节点，如果存在，那么返回true，如果不存在，则返回 false.

遍历链表，走过每一个节点，如果 cur.val == key，则 return ture ，遍历完后还未找到 key，那么return false.

（6）删除第一次出现的关键字

思路实现：

代码实现：

（7）得到单链表的长度

（8）单链表打印展示

不能是this.head.next != null 这样写 最后一个节点是不能被打印的

（9）节点的回收

节点的回收有两种方式：

  1.暴力法

直接将head 置空

  2. 挨个置空

遍历单链表，将每一个节点的next都置为 null.

四、完整代码的展示

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