【数据结构】从链表到LinkedList类


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文章目录

  • 1.前言
    • 2.链表
    • 2.1 链表的概念及结构
    • 2.2链表的组合
    • 2.3链表的实现
    • 2.4LinkedList的模拟实现
      • 3.ArrayList和LinkedList的区别

1.前言

上一篇文章我们了解ArrayList表的使用,并且模拟了ArrayList表,通过数组的方式来存储数据单元。其底层是一块连续储存的空间,这时候我们发现当我们去插入数据或者删除数据的时候,需要将前后的数据整体向前移动或者向后移动。因此ArrayList是不能满足我们的需求。接下来我们可以来看看即将要学的LinkedList表。

2.链表

2.1 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 。结构像我们平时坐的交通工具火车一样,一节一节的,并不是按一定的顺序链接的,车厢可以随意链接,链表也是这样的。


注意:
1.从图中可以看出,链式结构不一定在物理上是连续的空间,但在逻辑上是连续的空间。
2.现实中的结点一般都是在堆上申请出来的。
3。在堆上申请的空间,是按定一定的规则来分配的,两次申请的空间可能是连续的空间,也有可能不是连续的空间。

2.2链表的组合

在现实当中有很多种的链表,有分单向和双向,带头和不带头,循环和不循环,总共有八种组合方式:
1.单向带头循环

2.单向带头不循环

3.单向不带头循环

4.单向不带头不循环

5.双向带头循环

6.双向带头不循环

2.3链表的实现

2.3.1头插法

public void addFirst(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        //如果没有节点,直接将head标记放在要插的节点上,作为第一个首节点
        if(head == null) {
            this.head = node;
        }
        else {
            //先绑定,再移标记引用变量
            node.next = this.head;
            this.head = node;
        }
    }

2.3.2尾插法

public void addLast(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        //如果没有节点,直接将head标记放在要插的节点上,作为第一个尾节点
        if(head == null) {
            this.head = node;
        }
        else {
            ListNode cur = head;
            while(cur.next != null) {
                cur = cur.next;
            }
            cur.next = node;
        }

    }

2.3.3任意位置插入,第一个数据节点为0号下标

public void addIndex(int index, int data) {
        //判断index是否合法
        if(index < 0 || index > size()) {
            throw new IndexException("坐标"+index+":位置不合法");
        }
        ListNode node = new ListNode(data);
        //1.如果从头插入,直接头插法
        if(index == 0) {
            addFirst(data);
        }
        //2.从中间插
            ListNode cur = searchPrevIndex(index);
            node.next = cur.next;
            cur.next = node;
    }
    //创建一个找前驱的方法
    private ListNode searchPrevIndex(int index) {
        ListNode cur = head;
        int count = 0;
        while(count < index-1) {
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return cur;
    }

2.3.4查找是否包含关键字key是否在单链表当中

public boolean contains(int key) {
        ListNode cur = head;
        while(cur != null) {
            if(key == cur.value) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

2.3.5删除第一次出现关键字为key的节点

public void remove(int key) {
        //删除头节点
        if(head.value == key) {
            head = head.next;
            return;
        }
        //1.找到要删除key的前驱
        ListNode cur = searchPrevKey(key);
        if(cur == null) {
            return;//没有你要删除的key
        }
        //2.定义一个标记curNext
        ListNode curNext = cur.next;
        //3.删除key
        cur.next = curNext.next;
    }
    private ListNode searchPrevKey(int key) {
        ListNode cur = head;
        while(cur.next != null) {
            if(cur.next.value == key) {
                return cur;
            }
            else {
                cur = cur.next;
            }
        }
        return null;
    }

2.3.6删除所有值为key的节点(非循环方法)

public void removeAllKeye(int key) {
        ListNode prev = head;
        ListNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            if(cur.value == key) {
                prev.next = cur.next;
                cur = cur.next;
            }else {
                prev = cur;
                cur = cur.next;
            }
        }
        //删除头节点
        if(head.value == key) {
            head = head.next;
        }
    }

2.3.7得到单链表的长度

public int size() {
        ListNode cur =head;
        int count = 0;
        while(cur != null) {
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return count;
    }

2.3.8清空链表

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

2.4LinkedList的模拟实现

** 2.4。1头插法**

public void addFirst(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        //如果链表为空
        if(head == null) {
            head = node;
            last = node;
        }
        else {
            //链表不为空
            node.next = head;
            head.prev = node;
            node.prev = null;
            head = node;
        }
    }

** 2.4。2尾插法**

public void addLast(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        //如果链表为空
        if(head == null) {
            head = node;
            last = node;
        }
        else {
            //链表不为空
            last.next = node;
            node.prev = last;
            node.next = null;
            last = node;
        }
    }

** 2.4.3任意位置插入,第一个数据节点为0号下标**

public void addIndex(int index, int data) {
        //先判断index合不合法
        if(index<0 || index >size()) {
            throw new IndexException("位置不合法:"+index);
        }
        //1.从头插入,头插法
        if(index == 0) {
            addFirst(data);
            return;
        }
        //2.从尾插,尾插法
        if(index == size()) {
            addLast(data);
            return;
        }
        //3.从中间插
        //找要插入的位置
        ListNode cur = findAddIndex(index);
        ListNode node = new ListNode(data);
        node.next = cur;
        cur.prev.next = node;
        node.prev = cur.prev;
        cur.prev = node;
    }
    private ListNode findAddIndex(int index) {
        ListNode cur = head;
        while(index != 0) {
            cur = cur.next;
            index--;
        }
        return cur;
    }

** 2.4.4查找是否包含关键字key是否在单链表当中**

public boolean contains(int key) {
       ListNode cur = head;
       while(cur != null) {
           if(cur.value == key) {
               return true;
           }
           else {
               cur = cur.next;
           }
       }
       return false;
    }

** 2.4.5删除第一次出现关键字为key的节点**

 public void remove(int key) {
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            if(cur.value == key) {
                if(cur == head) {
                    //删除头节点
                    head = head.next;
                    if(head != null) {
                        head.prev = null;
                    }else {
                        //只有一个节点 且是需要删除的节点
                        last = null;
                    }
                }else {
                    //删除中间节点
                    if(cur.next != null) {
                        cur.next.prev = cur.prev;
                        cur.prev.next = cur.next;
                    }else {
                        //删除尾巴节点
                        cur.prev.next = cur.next;
                        last = last.prev;
                    }
                }
                return;
            }
            cur = cur.next;
        }
    }

** 2.4.6删除所有值为key的节点**

 public void removeAllKeye(int key) {
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            if(cur.value == key) {
                if(cur == head) {
                    head = head.next;
                    if(head != null) {
                        head.prev = null;
                    }else {
                        //只有一个节点 且是需要删除的节点
                        last = null;
                    }
                }else {
                    //删除中间节点
                    if(cur.next != null) {
                        cur.next.prev = cur.prev;
                        cur.prev.next = cur.next;
                    }else {
                        //删除尾巴节点
                        cur.prev.next = cur.next;
                        last = last.prev;
                    }
                }
            }
            cur = cur.next;
        }
    }

** 2.4.7得到双链表的长度**

public int size() {
        ListNode cur = head;
        int count = 0;
        while(cur != null) {
            count++;
            cur = cur.next;
        }
        return count;
    }

** 2.4.8清除链表**

public void clear() {
    head =null;
    last =null;
    }

3.ArrayList和LinkedList的区别


结尾:
希望大家可以给我点点关注,点点赞,你们的支持就是我的最大鼓励。🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹

版权声明:本文为博主作者:《黑巧克力》原创文章,版权归属原作者,如果侵权,请联系我们删除!

原文链接:https://blog.csdn.net/HD_13/article/details/136345043

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