LinkedList的底层是双向链表结构,相对于之前的单向无头非循环链表来说,LinkedList最大的区别就是该链表可以增加了一条链接逻辑,可以从最后一个节点通过地址访问来到整个链表的头结点。
通过以下集合框架,LinkedList也实现了List接口,具体如下:
注意:
1. LinkedList 实现了 List 接口
2. LinkedList 的底层使用了双向链表
3. LinkedList 没有实现 RandomAccess 接口,因此 LinkedList 不支持随机访问
4. LinkedList 的任意位置插入和删除元素时效率比较高,时间复杂度为 O(1)
5. LinkedList 比较适合任意位置插入的场景
双向无头非循环链表的节点是由三部分构成的,用来存储数据的value域,存放下一个节点地址的next域,以及用来存放前一个节点地址的prev域,其节点和链表结构如下图所示;
简单要点如下:
1、建立一个Ilist接口,在里面构造mylinkedlist链表要实现的抽象方法;
public interface IList {
//头插法
void addFirst(int data);
//尾插法
void addLast(int data);
//任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
void addIndex(int index,int data);
//查找是否包含关键字key是否在单链表当中
boolean contains(int key);
//删除第一次出现关键字为key的节点
void remove(int key);
//删除所有值为key的节点
void removeAllKey(int key);
//得到单链表的长度
int size();
void clear();
void display();
}
无头双向非循环链表的节点是由三个属性(value域、prev域和next域构成的),同时也要在自定义MyLinkedList类里面使用内部类创建链表节点类,之后在链表类里面创建一个头结点head来代表当前链表的引用,同时创建一个节点last来表示当前链表的最后一个节点;同时让该自定义类实现我们之前创建的接口,接下来重写接口里面的方法,让其能够具体化;
public class MyLinkedList implements IList {
static class ListNode {
public int value;
public ListNode prev;
public ListNode next;
public ListNode(int value) {
this.value = value;
}
}
public ListNode head;
public ListNode last;
@Override
public void addFirst(int data) {
}
@Override
public void addLast(int data) {
}
@Override
public void addIndex(int index, int data) {
}
@Override
public boolean contains(int key) {
return false;
}
@Override
public void remove(int key) {
}
@Override
public void removeAllKey(int key) {
}
@Override
public int size() {
return 0;
}
@Override
public void clear() {
}
@Override
public void display() {
}
}
思路(图解如下):
1、如果是空链表(头节点head为null),则要添加的节点node就是头节点,也是尾节点.
2、头节点不为null:
2.1 将原先head的前驱节点指向新增节点位置,新增节点后驱节点指向head节点的位置,注意和新节点建立连接一定要从前往后建立;
2.2 head指向新增节点位置(新的链表的第一个节点为head)。
@Override
public void addFirst(int data) {
ListNode node = new ListNode(data);
if (head == null){
head = node;
last = node;
}else {
node.next = head;
head.prev = node;
head = node;
}
}
执行结果在2.3中;
思路:与mysinglelist链表的相同,这里略;代码如下
@Override
public void display() {
ListNode cur = head;
while (cur != null){
System.out.print(cur.value+"->");
cur = cur.next;
}
System.out.println(" ");
}
public static void main(String[] args) {
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addFirst(1);
myLinkedList.addFirst(0);
// myLinkedList.addFirst(2);
myLinkedList.display();
}
执行结果如下:
思路:
1、如果是空链表(头节点head为null),则要添加的节点node就是头节点,也是尾节点.
2、头节点不为null:
2.1 将原先last的后驱节点(last.prev)指向新增节点(node)位置,新增节点前驱节点指向last节点的位置,注意和新节点建立连接一定要从前往后建立;
2,2将node节点改为新的last节点;
代码和测试结果如下:
@Override
public void addLast(int data) {
ListNode node = new ListNode(data);
if (head == null){
head = node;
last = node;
}else {
last.next = node;
node.prev = last;
last = node;
}
}
public static void main(String[] args) {
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addFirst(1);
myLinkedList.addFirst(0);
myLinkedList.display();
myLinkedList.addLast(7);
myLinkedList.addLast(8);
myLinkedList.display();
}
对整个链表进行遍历,使用计数器进行记录遍历的次数,最后将计数器的值返回即可,下图代码是该方法的具体实现;
@Override
public int size() {
int count = 0;
ListNode cur = head;
while (cur != null){
count++;
cur=cur.next;
}
return count;
}
public static void main(String[] args) {
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addFirst(1);
myLinkedList.addFirst(0);
myLinkedList.display();
myLinkedList.addLast(7);
myLinkedList.addLast(8);
myLinkedList.display();
System.out.println(myLinkedList.size());
}
测试结果如下:
思路:
1、需要插入的位置必须为合法,如果不合法,我们会抛出一个异常进行提醒,所以首先自定义一个异常;
public class ListIndexOutOfException extends RuntimeException{
public ListIndexOutOfException() {
}
public ListIndexOutOfException(String message) {
super(message);
}
}
2、任意位置插入,首先分几种情况,插在开头,插在结尾,插在中间
2.1 当插在链表开头和结尾时,可以使用头插法和尾差法
2.2 如下图所示,按照z字形进行赋值和写代码;当插在其他的位置时,首先让cur走到index的位置(此处创建一个方法,找到index位置的节点并将这个节点定义为cur返回)(这时候就需要考虑将下一个节点加在index的位置时如何处理建立连接的顺序);其次注意建立连接的时候,一定要先建立原index前的节点和node节点添加节点的连接,其次再建立添加节点(node)和原index节点的连接,链表图解如下:
具体方法代码如下:
@Override
public void addIndex(int index, int data) {
ListNode node = new ListNode(data);
if(index < 0 || index > size()) {
//抛自定义的异常
throw new ListIndexOutOfException("你当前输入的索引有问题");
}
if(index == 0) {
addFirst(data);
return;
}
if(index == size()) {
addLast(data);
return;
}
ListNode cur = findIndex(index);
node.next = cur;
cur.prev.next = node;
node.prev = cur.prev;
cur.prev = node;
}
private ListNode findIndex(int index) {
ListNode cur = head;
while (index != 0){
index--;
cur = cur.next;
}
return cur;
}
public static void main(String[] args) {
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addFirst(1);
myLinkedList.addFirst(0);
myLinkedList.display();
myLinkedList.addLast(7);
myLinkedList.addLast(8);
myLinkedList.display();
System.out.println(myLinkedList.size());
myLinkedList.addIndex(3,99);
myLinkedList.display();
}
对链表进行遍历,然后将关键字key和链表数值进行比较,如果存在key关键字则返回true;反之则返回false;
方法具体实现的代码如下:
@Override
public boolean contains(int key) {
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
if (cur.value == key) {
return true;
}
cur = cur.next;
}
return false;
}
public static void main(String[] args) {
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addFirst(1);
myLinkedList.addFirst(0);
myLinkedList.addLast(7);
myLinkedList.addLast(8);
myLinkedList.addIndex(3,99);
myLinkedList.display();
System.out.println(myLinkedList.contains(1));
}
测试代码和执行结果如下:
思路:
1、链表为空链表,不用操作;
2、删除数据在第一个:首先让cur节点移动到第二个节点,其次判断新的链表是否只有一个节点
2.1 如果只剩下cur这个节点,则让head指向null,让last指向null
2.2让cur这个节点的prev指向null,其他的不变
3、没有你要删除的数据,不用操作
4、有你要删除的数据且不是第一个(cur节点是要删除的节点)
4.1 删除数据最后一个:让last节点往前移一个单位
4.2删除的数据不是最后一个:首先让cur的前一个节点的next域直接存cur下一个节点的地址,其次让cur下一个节点的prev域存放cur前一个节点的地址
代码如下:
@Override
public void remove(int key) {
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
if (cur.value == key){
if(cur == head) {
//整个链表的头结点为要删除的节点
head = head.next;//head == null
if(head == null) {
last = null;
}else {
head.prev = null;
}
}else {
//链表的其他节点是要删除的
cur.prev.next = cur.next;
if(cur.next == null) {
//要删除的是最后一个节点
last = last.prev;
}else {
cur.next.prev = cur.prev;
}
}
return;
}else {
cur =cur.next;
}
}
}
与删除第一次出现关键字为key的节点几乎是一模一样的;我们只需要遍历完整个链表,将return删掉就好。
代码如下:
@Override
public void removeAllKey(int key) {
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
if (cur.value == key){
if(cur == head) {
//整个链表的头结点为要删除的节点
head = head.next;//head == null
if(head == null) {
last = null;
}else {
head.prev = null;
}
}else {
//链表的其他节点是要删除的
cur.prev.next = cur.next;
if(cur.next == null) {
//要删除的是最后一个节点
last = last.prev;
}else {
cur.next.prev = cur.prev;
}
}
}
cur =cur.next;
}
}
1、只需要遍历整个链表,将每个节点的前驱与后继节点都置为null就好
public void clear(){
ListNode cur = head;
while(cur != null) {
cur.prev = null;
cur = cur.next;
cur.prev.next = null;
}
}
2、将链表的首节点和为节点指向null即可;
public void clear() {
head = null;
last = null;
}
ps:本次内容就到这里了,如果你喜欢的话就请一键三连!!!