Java实现单向链表功能

前言

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HaspMap的使用频率非常高，相信在每一个Java项目都能见到HashMap的身影。HashMap的重要性也成为了Java面试中必问的>数据结构，因此我们很有必要了解HashMap的原理结构。

HashMap可以看做为数组和链表组合而的数据结构，看下图：

HashMap结构

想要弄清楚HashMap，首先数组和链表有一定的了解，相信大家都十分了解数组，那么下面重点实现一下单向链表的增，删，改，查功能。

单向链表

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百度的解释：

单向链表（单链表）是链表的一种，其特点是链表的链接方向是单向的，对链表的访问要通过顺序读取从头部开始；链表是使用指针进行构造的列表；又称为结点列表，因为链表是由一个个结点组装起来的；其中每个结点都有指针成员变量指向列表中的下一个结点。

上面的解释可能有点懵，我们通过代码来了解一下大概意思。

public class MyLinkedList{
    
    /*
     * 链表头节点,作为链表的第一个节点
     */
    private Entry head;

    /*
     * 链表长度
     */
    private int size;
    
    /*
     * 节点
     */
    static final class Entry{
        private T t;//元素
        Entry next;//当前节点的下一个节点
        
        public Entry(T t) {
            // TODO Auto-generated constructor stub
            this.t= t;
        }
    }
}

1.首先我们记录一个Entry head链表头结点。
2.在Entry内部类中定义一个next指向下一个节点。

Add方法:

public void add(T t) {
        //根据传入的t参数创建一个新节点
        Entry entry = new Entry(t);
        if(size == 0) {
            head = entry;
        }else {
            //新节点entry的next指向当前记录的head，
            //然后新节点entry赋值为当前的head
            entry.next = head;
            head = entry;
        }
        //链表长度+1
        size++;
    }

下面通过一张图了解add函数执行的过程:

添加过程

通过上图我们了解到，
1.节点之间是一环扣一环的.
2.每个节点会跟相邻的两个节点产生关联。
3.插入节点只需要通知相邻节点就可以，不需要遍历整个链表，也说明类似

Delete方法：

public T delete(T t) {
        if(head== null) {
            return null;
        }
        
        //记录前一个节点和后一个节点
        Entry current = head;
        Entry pervious = head;
        
        //循环查找需要删除的节点
        while(!current.t.equals(t)) {
            //如果没有到达链表尾部且没有找到删除节点
            //循环移动节点指针
            if(current.next != null) {
                pervious = current;
                current = current.next;
            }else {
                //到达尾部且没找到元素返回空
                return null;
            }
        }
        //节点已找到
        //如果只有一个节点，则直接删除
        if(current.equals(pervious)) {
            if(current.next != null) {
                head = current.next;
            }else {
                head = null;
            }
        }else {
            //如果有多个节点，则清除current节点，
            //并把current.next改为previous.next
            if(current.next != null) {
                pervious.next = current.next;
                current = null;
            }
        }
        //链表长度-1
        size--;
        return t;
    }

下面通过一张图了解delete方法执行的过程:

删除过程

通过上图我们了解到，只要移动指针找到要删除的节点后，改变指针指向即可实现节点的删除。

Update，Find方法

public void update(T t,T a) {
        if(head == null) {
            return;
        }
        Entry current = head;
        //循环查找需要更新的节点
        while(!current.t.equals(t)) {
                //循环移动节点指针
            if(current.next != null) {
                current = current.next;
            }else {
                return;
            }
        }
        //找到元素后直接替换
        current.t = a;
    }

public String find() {
        if(head == null) {
            return null;
        }
        Entry current = head;
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        while(current.next != null) {
            current = current.next;
            builder.append(current.t.toString());
        }
        return builder.toString();
    }

update,find方法跟delete方法实现的原理都是移动指针。

拓展

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通过上述代码简单实现Queue功能

add方法每一次都将节点放在了链表的头部，只需要修改delete方法，见代码：

public void delete() {
         //删除链表第一个节点
        head = head.next;
         //链表长度-1
        size--;
    }

这样就能够实现后进先出的功能了，非常简单。

单向链表的功能实现到这里就结束了，下一节分析HashMap的源码，并且简单对比JDK7和JDK8的差异。HashMap源码分析

由于作者水平有限，如果错漏欢迎各位大神指出。