Java实现链表(个人理解链表的小例子)

1、单链表和数组的区别

数组:数组的存储空间是连续的,需要事先申请空间确定大小,通过下标查找数据,所以查找速度快,但是增加和删除速度慢
链表:离散存储,不需要事先确定大小,通过头指针加遍历查找数据,查找数据慢,但是增加和删除速度快

【举例】

把内存空间看成一个教室,同学代表数据

【数组】

  • 申请空间

int[] seat = new int[5]表示我从教室(内存空间)申请第一排座位(数组),座位按1,2,3.....的顺序标记,seat[1]表示坐在第一个位置的同学(数据),同学只能坐第一排。

  • 存储数据

    • 来了第一个同学(1)他坐在了第1个位置(int[0] = 1),

    • 来了第二个同学(4) 他屁事多,他要做第6个位置(int[5] = 4),此时老师骂人了,那里不让做(数组越界异常),无奈,第二个同学选择了第4个位置(int[3] = 4)

    • 接下来五个同学都坐满了

  • 查找

查找数据就不用说了吧,对号入座,老师很快就可以按座位号(下标)叫第几个同学回答问题

  • 删除

这个就有点麻烦了,第二个同学不认真,老师叫他滚出去,这时候座位号应该减少一个,那么第三个同学就要往左移一格(int[1] = int[2]),后面依次往左移一格,最后int[4]空出来了,所以应该把最后一个座位还给教室(归还给内存),所以说这个还是比较麻烦的(ps:我是按照c语言思想讲这里的,只学过Java的同学可能难以接受)需要移动座位,很麻烦

【链表】

  • 申请空间

    链表不需要事先申请空间

  • 添加数据(这里讲的是有头节点的链表,方便写代码)

    • 老师先让班长(头节点)找好位置(可用内存),老师只知道班长的座位号(地址),这时候班长找好了位置,告诉了老师,老师对班长说:吩咐下去,叫每一个同学记好在他们后一个进教室的同学的座位(地址)

    • 第一个同学M进来,按照自己的心情找了个空座位(可用内存),班长(头节点)记录了他的座位

    • 第二同学N进来,也按照自己的心情找了个空座位(可用内存),第一个同学记录了第二个同学的座位

      ......以此类推

  • 查找数据(每个同学只知道他们下一个进来的同学)

    • 老师对班长(头节点)说:点名,第3个进来的同学回答问题

    • 班长说:我后面进来的是同学M,找到了M

    • M说:我后面进来的是同学N,找到了N

    • N说:我后面进来的同学是X,找到了第三个进来的同学X

    • 老师说:就是你了,同学X回答问题

  • 删除数据

    • 第2个进教室的同学调皮捣蛋,老师让他滚出去
    • 重复查找数据步骤,班长——>M——>N(找到第二进来的同学)
    • 让N滚动,此时,在M后进入的同学就是X了,只要记住座位号就可以了
    • 不要移动座位,很方便

  • 插入数据

    • 同学N改过自新了,重新申请做在第二个位置
    • 重复查找步骤,班长——>M(找到第一个进来的同学)
    • M记住他的下一个同学是N
    • N记住他的下一个同学是X
    • 不要移动座位,很方便

2、代码实现

数据结构这种东西,太玄学了,我当初学的c语言版本,学了好久就是不明白,突然有一天就脑袋就开窍了,估计是菩萨保佑

现在来用java代码实现

1、定义链表

public class SingleLinkedList<T>{
    //记录链表长度
    private int size;
    //头节点,不存数据,方便实现增删代码的
    private Node head;
    /**
     * 成员内部类,节点类,相当于例子中的同学和座位号的集合题
     * 我觉得这个类不应该暴露给外部
     */
    private class Node{
        private Node next;
        private T t;
        Node(Node next,T t){
            this.next = next;
            this.t = t;
        }
        Node(T t){
            this(null,t);
        }
        Node(){
            Node next = null;
            t = null;
        }
    }
    //链表构造方法
    public SingleLinkedList(){
        //初始化头节点,不存数据,方便实现增删代码的
        this.head = new Node();
        this.size = 0;
    }
    
    /**
     * 此处省略了方法,单独拿出来给大家讲解
     * .........
     */
}

2、获取长度

//获取长度
public int getSize(){
    return size;
}

3、添加节点

 //添加节点
 public void add(T t){
     Node newNode = new Node(t);
     Node temp = this.head;
     while(temp.next != null){
         temp = temp.next;
     }
     temp.next = newNode;
     size++;
 }

4、插入节点

//插入节点,先判断节点是否合法
public void insert(T t,int index){
    if(index <= 0 || index > this.size){
        throw new RuntimeException("index参数不合法");
    }
    Node newNode = new Node(t);
    Node temp = this.head;
    //要明白到底循环几次
    for (int i = 1; i < index; i++) {
        temp = temp.next;
    }
    //注意顺序
    newNode.next = temp.next;
    temp.next = newNode;
    size++;
}

5、取节点数据

//取节点数据
public T getValue(int index){
    if(index <= 0 || index > this.size){
        throw new RuntimeException("index参数不合法");
    }
    Node temp = this.head;
    //要明白到底循环几次
    for (int i = 0; i < index; i++) {
        temp = temp.next;
    }
    return temp.t;
}

6、删除节点

//删除节点
public void delete(int index){
    if(index <= 0 || index > this.size){
        throw new RuntimeException("index参数不合法");
    }
    Node temp = this.head;
    //要明白到底循环几次
    for (int i = 1; i < index; i++) {
        temp = temp.next;
    }
    temp.next = temp.next.next;
    //java垃圾回收机制gc自动回收内存
    size--;
}

7、遍历

//遍历
public void showData(){
    Node temp = this.head;
    //要明白到底循环几次
    for (int i = 0; i < this.size; i++) {
        temp = temp.next;
        System.out.print("["+temp.t+"]-->");
    }
}

【总结】

个人代码水平有限,仅作参考

原文地址:https://www.cnblogs.com/yxm2020/p/12762888.html