一、链表的概念

链表是是一种物理存储结构上非连续，非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。
链表分为单链表、双链表、循环链表

二、链表的实现（以单链表为例）

1.单链表

1.）什么是单链表：

单向链表是一种线性表，实际上是由节点（Node）组成的，一个链表拥有不定数量的节点。其数据在内存中存储是不连续的，它存储的数据分散在内存中，每个节点只能也只有它能知道下一个节点的存储位置。由N各节点（Node）组成单向链表，每一个Node记录本Node的数据及下一个Node。向外暴露的只有一个头结点（Head），我们对链表的所有操作，都是直接或者间接地通过其头结点来进行的。

2.）单链表的图解

2.单链表的代码实现

1).单链表及结点的定义

class SingleList{Node head;//定义一个头节点,头节点不动，不存放具体的值private int Length;//链表的长度public  SingleList(){head=null;Length = 0 ;}//返回链表的长度public int length(){return this.Length;}//判断所需要操作位置的节点是否存在private void outLength(int index){if(this.Length < index || index < 0 ){ //需要操作位置大于链表长度，则抛出错误throw new IndexOutOfBoundsException();}}}//定义一个Node，每个Node就是一个节点
class Node {private int data;public Node next;public Node(int data) {this.data = data;}@Overridepublic String toString() {return "Node{" +" data='" + data + '\'' +'}';}
}

2).链表的增删改查实现

增加节点：a.增加头节点；b.在指定索引处增加节点；c.在链表尾部增加节点

    /**添加节点到单链表头节点* @param node*/public void addHead(Node node){//因为Head 为 null 所有直接将 head 给 node 的指向就行node.next = this.head;this.head = node;this.Length++;}/**加入结点到指定位置*      1.首先判断索引是否越界，越界则抛出异常*      2.循环，到指定索引  前一个索引 所在 结点 停止*          1.)将停止所在当前 结点 指向的 下一个结点 指向 Node 的下一个的结点*          2.)再将当前所在的 结点 指向Node* @param index* @param node*/public void add(int index ,Node node ){outLength(index);//需要操作位置大于链表长度，则抛出错误if(index == 0 ){ //若要添加位置再头节点，直接调用add(方法）addHead(node);return;}Node temp = head; // 辅助链表while (index >1 ){temp = temp.next; //指向下一个节点index --;}node.next = temp.next;//当前 节点 指向的 下一个节点 指向 Node 的下一个的节点temp.next = node ;this.Length++; //链表长度加1}/**添加节点到单链表末尾* @param node*/public void addList(Node node){add(Length,node ); //index 为链表的长度}

删除节点：a.删除头节点；b.删除指定索引位置的节点；c.删除尾部节点

    /** 删除头节点*      并返回所删除的结点,链表长度减 1* @return*/public Node removeHead(){//判断链表是否为空if(Length == 0){return null ;}//定义一个Node 接收原先的头节点Node node = head ;head = head.next ; //然后删掉原头节点node.next =null; //将原先头节点的指向改成 nullthis.Length--;return node;}/**删除指定位置的元素*      并返回所删除的节点,链表长度减 1* @param index* @return*/public Node remove(int index){outLength(index-1);//需要操作位置大于链表长度，则抛出错误boolean flag = true;Node temp = head; // 辅助链表Node node = null;while (flag){if(index-1 < 1 ){flag = false ;break;}temp = temp.next; //指向下一个节点index --;}node = temp.next; //储存要删除的节点，便于返回temp.next = temp.next.next;node.next = null;this.Length--; //链表长度减1return node;}/**删除链表尾部节点*      并返回所删除的节点,链表长度减 1*    调用remover*/public Node removeList(){Node node = remove(this.Length-1);this.Length--;return node;}

查询指定节点

    /**查询指定节点** @param index* @return*/public Node showNode(int index){outLength(index);boolean flag = true;Node temp = head; // 辅助链表//将指针指向指定节点while (flag){if(index < 1 ){flag = false ;break;}temp = temp.next; //指向下一个节点index --;}return temp;}/*** 遍历链表*/public void showList(){if(head == null){System.out.println("此链表为空");}Node temp = head ;while (temp != null){System.out.println(temp);temp=temp.next; //指向下一个节点}}

修改指定节点

    /**修改指定结点信息* @param index* @return*/public Node upData(int index , Node upNode){outLength(index);boolean flag = true;Node temp = head; // 辅助链表Node node = null;//将指针指向指定节点的前一位while (index == 1 ){temp = temp.next; //指向下一个节点index --;}node = temp; // 用来储存修改前的节点upNode.next = temp.next.next; //将修改后节点 指向 修改前 下一个节点temp.next = upNode; //修改节点信息node.next = null; // 将前节点的指向改为 nullreturn node;}
}

3.）测试代码

    public static void main(String[] args) {SingleList sl1 = new SingleList();Node n1 = new Node(1);Node n2 = new Node(2);Node n3 = new Node(3);Node n4 = new Node(4);Node n5 = new Node(5);//插入头节点sl1.addHead(n1);sl1.addHead(n2);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//插入头节点sl1.addHead(n3);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//插入链表尾部sl1.addList(n4);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//指定索引处加入节点sl1.add(2,n5);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("此时链表长度为："+ sl1.length());System.out.println("--------");//删除头节点sl1.removeHead();//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//删除尾部节点sl1.removeList();//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//删除指定位置节点sl1.remove(1);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("此时链表长度为："+ sl1.length());System.out.println("--------");//修改节点sl1.upData(0,new Node (8));//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("此时链表长度为："+ sl1.length());System.out.println("--------");//查询指定节点System.out.println(sl1.showNode(0));}
}

完整代码

public class SingleListDome {public static void main(String[] args) {SingleList sl1 = new SingleList();Node n1 = new Node(1);Node n2 = new Node(2);Node n3 = new Node(3);Node n4 = new Node(4);Node n5 = new Node(5);//插入头节点sl1.addHead(n1);sl1.addHead(n2);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//插入头节点sl1.addHead(n3);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//插入链表尾部sl1.addList(n4);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//指定索引处加入节点sl1.add(2,n5);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("此时链表长度为："+ sl1.length());System.out.println("--------");//删除头节点sl1.removeHead();//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//删除尾部节点sl1.removeList();//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("--------");//删除指定位置节点sl1.remove(1);//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("此时链表长度为："+ sl1.length());System.out.println("--------");//修改节点sl1.upData(0,new Node (8));//打印全部节点sl1.showList();System.out.println("此时链表长度为："+ sl1.length());System.out.println("--------");//查询指定节点System.out.println(sl1.showNode(0));}
}class SingleList{Node head;//定义一个头节点,头节点不动，不存放具体的值private int Length;//链表的长度public  SingleList(){head=null;Length = 0 ;}/**  将链表反转** @param head* @return*/public static Node reverseIteratively(Node head){Node next = null;Node temp = head;  // 辅助节点Node reverse = null;//用来储存逆转后的链表while(temp == null){}return null;}//返回链表的长度public int length(){return this.Length;}//判断所需要操作位置的节点是否存在private void outLength(int index){if(this.Length < index || index < 0 ){ //需要操作位置大于链表长度，则抛出错误throw new IndexOutOfBoundsException();}}/**添加节点到单链表头节点* @param node*/public void addHead(Node node){//因为Head 为 null 所有直接将 head 给 node 的指向就行node.next = this.head;this.head = node;this.Length++;}/**加入结点到指定位置*      1.首先判断索引是否越界，越界则抛出异常*      2.循环，到指定索引  前一个索引 所在 结点 停止*          1.)将停止所在当前 结点 指向的 下一个结点 指向 Node 的下一个的结点*          2.)再将当前所在的 结点 指向Node* @param index* @param node*/public void add(int index ,Node node ){outLength(index);//需要操作位置大于链表长度，则抛出错误if(index == 0 ){ //若要添加位置再头节点，直接调用add(方法）addHead(node);return;}Node temp = head; // 辅助链表while (index >1 ){temp = temp.next; //指向下一个节点index --;}node.next = temp.next;//当前 节点 指向的 下一个节点 指向 Node 的下一个的节点temp.next = node ;this.Length++; //链表长度加1}/**添加节点到单链表末尾* @param node*/public void addList(Node node){add(Length,node ); //index 为链表的长度}/** 删除头节点*      并返回所删除的结点,链表长度减 1* @return*/public Node removeHead(){//判断链表是否为空if(Length == 0){return null ;}//定义一个Node 接收原先的头节点Node node = head ;head = head.next ; //然后删掉原头节点node.next =null; //将原先头节点的指向改成 nullthis.Length--;return node;}/**删除指定位置的元素*      并返回所删除的节点,链表长度减 1* @param index* @return*/public Node remove(int index){outLength(index-1);//需要操作位置大于链表长度，则抛出错误boolean flag = true;Node temp = head; // 辅助链表Node node = null;while (flag){if(index-1 < 1 ){flag = false ;break;}temp = temp.next; //指向下一个节点index --;}node = temp.next; //储存要删除的节点，便于返回temp.next = temp.next.next;node.next = null;this.Length--; //链表长度减1return node;}/**删除链表尾部节点*      并返回所删除的节点,链表长度减 1*    调用remover*/public Node removeList(){Node node = remove(this.Length-1);this.Length--;return node;}/**查询指定节点** @param index* @return*/public Node showNode(int index){outLength(index);boolean flag = true;Node temp = head; // 辅助链表//将指针指向指定节点while (flag){if(index < 1 ){flag = false ;break;}temp = temp.next; //指向下一个节点index --;}return temp;}/*** 遍历链表*/public void showList(){if(head == null){System.out.println("此链表为空");}Node temp = head ;while (temp != null){System.out.println(temp);temp=temp.next; //指向下一个节点}}/**修改指定结点信息* @param index* @return*/public Node upData(int index , Node upNode){outLength(index);boolean flag = true;Node temp = head; // 辅助链表Node node = null;//将指针指向指定节点的前一位while (index == 1 ){temp = temp.next; //指向下一个节点index --;}node = temp; // 用来储存修改前的节点upNode.next = temp.next.next; //将修改后节点 指向 修改前 下一个节点temp.next = upNode; //修改节点信息node.next = null; // 将前节点的指向改为 nullreturn node;}
}//定义一个Node，每个Node就是一个节点
class Node {private int data;public Node next;public Node(int data) {this.data = data;}@Overridepublic String toString() {return "Node{" +" data='" + data + '\'' +'}';}
}

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