Java数据结构——链表（LinkedList）

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链表介绍

链表的代码实现

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1.链表介绍

在Java中，链表是一种基本的数据结构，用于按照线性方式存储数据集合。与数组不同，链表中的元素在内存中不是连续存储的，而是通过指针（或引用）连接在一起。以下是链表的几个关键特点：

1. 动态大小：链表的大小可以根据需要动态增长或缩小，不需要像数组那样预先定义固定的大小。

2. 元素访问：链表不提供像数组一样的随机访问能力。访问链表中的元素通常需要从头开始遍历。

3. 插入和删除操作：在链表中插入或删除元素通常比数组更快，特别是对于不是在链表末尾的操作，因为不需要移动其他元素来腾出空间或填补空位。

4. 内存使用：链表的内存使用效率可能低于数组，因为除了存储数据外，链表的每个元素还需要额外的空间来存储指向下一个（及可能的上一个）元素的指针。

5. 双向链表和单向链表：链表可以是单向的，每个节点只包含指向下一个节点的指针；也可以是双向的，每个节点包含指向上一个和下一个节点的指针。

6. 实现：Java标准库提供了 LinkedList 类，实现了双向链表的功能。LinkedList 类继承自 List 接口，因此可以使用 List 接口提供的所有方法。

7. 用例：链表通常用于实现队列、栈或其他需要快速插入和删除的场景。

2.链表的代码实现

1-这里我们需要先设置一个List接口，声明我们需要的方法

// 是一个类型参数（Type Parameter），它用于定义一个泛型接口。使用泛型接口的主要原因是提供类型安全和灵活性

public interface List {
    void add(T value);
    boolean remove(T value);
    void insert(int index, T value);
    void update(int index, T value);
    T get(int index);
    boolean contains(T value);
    void display();
}

2-然后，我们实现一个MyLinkedList类，这个类实现了我们自定义的List接口

public class MyLinkedList implements List {
    private Node head;

    private static class Node {
        T data;
        Node next;

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

    @Override
    public void add(T value) {
      if(head == null){
          head= new Node<>(value);
      }else {
          Node current = head;
          while(current.next != null){
              current = current.next;
          }
          current.next = new Node<>(value);
      }
    }

    @Override
    public boolean remove(T value) {
      if(head == null){
          return false;
      }
      if(head.data.equals(value)){
          head = head.next;
          return true;
      }else{
          Node current = head;
          while(current.next != null){
              if(current.next.data.equals(value)){
                  current.next = current.next.next;
                  return true;
              }
              current = current.next;
          }
          return false;
      }
    }

    @Override
    public void insert(int index, T value) {
        if(index == 0){
            Node newNode = new Node<>(value);
            newNode.next = head;
            head= newNode;
            return;
        }
        Node current = head;
        int currentlndex = 0;
        while(current != null || currentlndex newNode = new Node<>(value);
        newNode.next = current.next;
        current.next = newNode;

    }

    @Override
    public void update(int index, T value) {
        Node current = head;
        int currentIndex = 0;
        while (current != null && currentIndex < index) {
            if (currentIndex == index) {
                current.data = value;
                return;
            }
            current = current.next;
            currentIndex++;
        }
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index " + index + " out of bounds.");
    }

    @Override
    public T get(int index) {
        Node current = head;
        int currentIndex = 0;
        while (current != null && currentIndex < index) {
            current = current.next;
            currentIndex++;
        }
        if (current == null) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index " + index + " out of bounds.");
        }
        return current.data;
    }

    @Override
    public boolean contains(T value) {
        Node current = head;
        while (current != null) {
            if (current.data.equals(value)) {
                return true;
            }
            current = current.next;
        }
        return false;
    }

    @Override
    public void display() {
        Node current = head;
        while (current != null) {
            System.out.print(current.data + " -> ");
            current = current.next;
        }
        System.out.println("null");
    }
}

3-最后我们创建一个Test类来实现输出我们创建的方法

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyLinkedList  list = new MyLinkedList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.remove(2);
        list.display();


    }
}

4-结果（这里只举例remove这个方法）

1 -> 3 -> null