人工智能 大数据 机器学习 【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 7.双向不带头循环 8.双向不带头不循环 这么多种类型的链表，我们只了解两种单向不带头不循环和双向不带头不循环。 单向不带头不循环：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。 双向不带头不循环：在Java的集合框架库中LinkedList底层实现就是无头双向循环链表。

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。

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