Java数据结构之单链表（配图详解，简单易懂）

Java数据结构之单链表（配图详解，简单易懂）

（本笔记主要介绍单向不带头节点非循环链表）

总结不易，希望uu们不要吝啬你们的哟(＾Ｕ＾)ノ~ＹＯ！！

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，看着这段文字抽象不，生硬不，那看看下边这幅图吧！

(●’◡’●)看到发哥脖子上这条大金链子了吗？其实数据结构中的链表就和发哥脖子上的金链子结构相似！！

实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有多种链表结构：

单向、双向

带头、不带头

循环、非循环

下面是我围绕单向不带头非循环链表的一些分享心得！！！

其实发哥脖子上的链子，是由一节一节组成的，我们的单链表也是这样，每一个小节即为一个节点。

在一个节点内，不仅存放了数据，还存放了下一个数据的地址，这样一来，一个一个的节点就会串起来比如要把一组数据给存入其中，那么他的结构将会是这个样子.

接下来我们就来通过代码实现这样一个结构:

首先先把链子上的一个个小环给造好，然后再串起来

class Node {		//通过创建Node类，来实现一个节点的存在
    public int data; //节点中存在数值data
    public Node next;//节点中存在下一个节点的引用（地址），此处可能有疑问是next的类型，下面着重分享一下
    /*就像我们在学习c语言指针部分内容时我们在定义指针变量的类型（所以说c生万物，其实都一样）
    int a=10；
    int*p=&a；
    p存储的是a的地址，而p的类型是由a决定的，因为a是int型，所以指针变量p也是int型
    ，next内存储的是下一个节点的引用（地址），节点为Node型，所以next也应该是Node型
    */
    public Node (int data){//构造方法，在实例化对象时给对象进行初始化
        this.data=data;//this.next会被默认为null
    }

接下来就是我们金链子的发光时刻了！

public class MyLinkedList {
    public Node head;//head为对第一个节点的引用
    public void addFirst(int data); //1.头插法 
    public void addLast(int data); //2.尾插法 
    public void display(); //3.打印单链表
    public int size(); //4.得到单链表的长度 
    public boolean addIndex(int index,int data); //5.任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public boolean contains(int key); //6.查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    public void remove(int key); //7.删除第一次出现关键字为key的节点 
    public void removeAllKey(int key);  //8.删除所有值为key的节点 
    public void clear();//9.清空链表
    
}

下边是我们一个个接口的实现.

1.头插法：

    public void addFirst(int data) {
        Node node=new Node(data);//我们先把要插的数据造成链表再进行插入
        if(this.head==null) {//一个数据也没有时，其实就是直接存入一个数据
            this.head=node;//然后将head指向我们刚刚创建的节点
            return;//完成后记得直接返回
        }
        node.next=this.head;//注意两者不能颠倒顺序（自己可以尝试一下如果颠倒链表将接不上），节点都是先连接才能保证链表的连接
        this.head=node;
    }

2.尾插法：（难点在于如何找到尾巴）

    public void addLast(int data) {
        Node node=new Node(data);
        if(this.head==null) {//如果链表为空，直接插入
            this.head=node;
            return;
        }
        Node cur=this.head;//创建cur用来表示目前节点
        while(cur.next!=null)//设置循环让cur往后走，当cur到最后一个节点时停止循环
        {
            cur=cur.next;//cur后移
        }
        cur.next=node;//最后一个节点接上尾巴
    }

3.打印链表：

    public void disPlay() {
        Node cur=this.head;
        while (cur!=null) {//设置循环遍历链表 完成打印
            System.out.println(cur.data+" ");
            cur=cur.next;
        }
    }

4.求链表长度：

    public int size() {
        int count=0;
        Node cur=this.head;
        while (cur!=null) {//遍历链表，求出长度，返回长度
            count++;
            cur=cur.next;
        }
        return count;
    }

5.指定位置插入：（第一个节点的角标为0，单向链表不可逆，所以需要找到指定位置的前一个节点所在位置）

private Node searchIndex(int index) {//封装一个方法用来找指定位置
        if(index<0||index>this.size())//判断位置合法性
        {
            throw new RuntimeException("index位置不合法");
        }
        Node cur=this.head;
        int count=0;
        while (count!=index-1)//找到指定位置的前一个位置，返回这个节点
        {
            count++;
            cur=cur.next;
        }
        return cur;
    }
public void addIndex(int index,int data) {
        if(index==0) {//空链表直接插
            this.addFirst(data);
            return;
        }
        if(index==this.size()) {//this.size()返回链表长度，位置为最后，直接调用尾插法
            this.addLast(data);
            return;
        }
        Node cur=searchIndex(index);//返回目标位置的前一个位置的节点
        Node node=new Node(data);//为该数据创立节点
        node.next=cur.next;//以下两步完成连接，一般都是先接上后边，如果这两步顺序调换，则无法完成连接
        cur.next=node;
    }

6.查询关键字：

    public boolean contains(int key) {
        if(this.head==null)//空链表直接返回false
            return false;
        Node cur=this.head;//cur完成遍历，查询链表中是否存在关键字key
        while (cur!=null) {
            if(cur.data==key)
                return true;
            cur=cur.next;
        }
        return false;//完成遍历后没有找到，返回false
    }

7.删除第一次关键字：（因为单向链表的不可逆性，所以还是返回删除关键字的前一个位置）

    private Node searchDeleteAhead(int key) {
        Node cur=this.head;
        while (cur.next!=null) {//遍历链表找寻关键字
            if(cur.next.data==key) {//找到则返回关键字的前一个节点的引用
                return cur;
            }else {
                cur=cur.next;//否则继续往后走
            }
        }
        return null;//没找到返回空
    }
	public void removeKey(int key) {
        if(this.head==null) {//空链表直接返回
            return;
        }
        if(this.head.data==key) {//第一个节点单独考虑，因为需要返回关键字的前一个节点，若头结点为关键字则没有前一个节点，直接将头节点删除即可
            this.head=this.head.next;
            return;
        }
        Node ahead=searchDeleteAhead(key);
        if(ahead==null) {
            System.out.println("无该节点!");
        }else {
            ahead.next=ahead.next.next;//前节点的next=被删节点的next完成删除
        }
    }

8.删除所有关键字：（只通过一次遍历完成所有关键字的删除）

public void removeAllKeys(int key) {
    //因为删除一个节点需要前一个节点的连接，所以需要建立两个节点完成整个工程
        Node ahead=this.head;//前一个节点
        Node cur=ahead.next;//后一个节点（在cur中判断data是否与key相等），两个节点从头开始往后遍历
        while (cur!=null) {//当cur为空时完成遍历
            if(cur.data==key) {//在cur中判断data是否与key相等，如果相等则删除
                ahead.next=cur.next;//先完成连接
                cur=cur.next;//连接完成后cur后移继续判断该cur.data是否为关键字，ahead不用动（因为已经删除该节点以后，只需cur后移，ahead仍为cur的前一个节点）
            }else {//如果不相等，则两者均后移
                ahead=cur;
                cur=cur.next;
            }
        }
        if(this.head.data==key) {//最后考虑头节点，如果相等再完成删除
            this.head=this.head.next;
        }
    }

解释一下为什么最后考虑头节点

if(this.head.data==key) {
   this.head=this.head.next;
}
while (del!=null) {
   if(del.data==key) {
      ahead.next=del.next;
      del=del.next;
   }else {
        ahead=del;
        del=del.next;
   }
}

如图所示，再先删除头节点以后,直接跳过了ahead.data的考虑，所以把头节点放在最后考虑，如果相等删除即可。

9.清空链表：

 public void clear() {
     this.head=null;
 }

（可别小看这一行代码，其实它完成了整个链表的清空）

JVM在回收内存时，当该对象没有人在引用它的时候，这个对象才会被回收，当把this.head置为空时，也就相当于没有对象引用第一个头节点了（其实就像多米诺骨牌后边就全掉了），第一个被回收，后边也就都被回收了

总结不易，希望uu们不要吝啬你们的哟(＾Ｕ＾)ノ~ＹＯ！！