希望通过博客和大家相互交流，相互学习，如有错误，请评论区指正

一、什么是链表

顺序表在空间利用，系统消耗，插入元素方面都是存在缺陷的。而链表是最常用的动态存储方法，克服了顺序表的缺点。

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的

链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储指向下一个结点的引用域

链表的结构很多，有以下6种情况，组合起来有8种

• 有头、无头
• 单向、双向
• 循环、非循环

在这8种情况中，我们一般重点学习其中的2种，无头单向非循环链表和无头双向循环链表

二、手撕链表

这里实现无头单向非循环链表

属性定义

我们需要有链表结点和链表对象，如下：

结点对象

public class Node {public int data;public Node next;
}

构造方法

public Node(int data) {this.data = data;    // 注意要用 this， 里面直接写data的话就是形参datathis.next = null;
}

链表对象

public class MyLinkedList {public Node head;
}

构造方法

public MyLinkedList() {this.head = null;
}

链表的实现

//头插
public void addFirst(int data);
//尾插
public void addLast(int data);
//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);
//查找是否包含关键字key
public boolean contains(int key);
//删除第一次出现关键字为key的节点
public void remove(int key);
//删除所有值为key的节点
public void removeAllKey(int key);
//得到单链表的长度
public int size();
public void display();
public void clear();

注意：在实现这些方法的时候，要注意遍历链表 while 循环判断条件应该是 cur.next != null 还是 cur != null

插入删除元素的时候考虑边界条件及特殊情况（只有一个结点、空结点等）

头插

public void addFirst(int data) {Node newNode = new Node(data);if (this.head == null) {     // 当为空链表时，只需要让head指向该结点即可head = newNode;        return;}newNode.next = head;head = newNode;
}

尾插

注意当链表为空的时候特殊处理. 不为空时，通过遍历链表的方式找尾，然后再插入

public void addLast(int data) {Node newNode = new Node(data);if (head == null) {head = newNode;return;}Node cur = head;while (cur.next != null) {cur = cur.next;}cur.next = newNode;
}

得到单链表的长度

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

任意位置插入

设定第一个数据节点为0号下标，要注意考虑会有头插，尾插，下标不合法等情况

public void addIndex(int index, int data) {if (index < 0 || index > this.size()) {throw new RuntimeException("index" + ":" + index);}Node newNode = new Node(data);if (index == 0) {    // 头插this.addFirst(data);return;}if (index == this.size()) {   // 尾插this.addLast(data);return;}Node cur = this.head;while (index - 1 != 0) {cur = cur.next;index--;}newNode.next = cur.next;cur.next = newNode;
}

查找是否包含关键字key

遍历链表，将结点数据和key进行比较

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

删除第一次出现关键字为key的节点

遍历链表，找到第一个为key的结点然后删除,要考虑链表为空，头删，等特殊情况

public void remove(int key) {if (this.head == null) {return;}if (head.data == key) {   // 头删head = head.next;return;}Node cur = this.head;while (cur.next != null) {if (cur.next.data == key) {break;}cur = cur.next;}if (cur.next != null) {cur.next = cur.next.next;}
}

打印单链表

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

清空链表

在用完链表之后使用clear() 方法防止发生内存泄漏（查看进程号jps, 重定向 jmap -histo:live 6666 > e:\niubi.txt）

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

删除所有值为key的节点

注意：1. prev到底什么时候才往后跳， 第一个结点不应该刚开始就判断，而应该后面的都删完了之后再判断第一个结点

public void removeAll(int key) {if (this.head == null) {return;}Node prev = this.head;Node cur = this.head.next;while (cur != null) {if (cur.data == key) {prev.next = cur.next;cur = cur.next;} else {prev = cur;cur = cur.next;      // 不是key，cur和prev都往后跳}}if (this.head.data == key) {this.head = this.head.next;}
}

2. 双向链表

这里以双向无头非循环链表为例来介绍，如下图所示：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4Bvzi6qI-1641391981418)(C:\Users\lycre\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220105182248704.png)]

属性定义

结点对象及构造方法和单线表相同

链表对象

链表对象多一个tail属性，指向链表的尾结点

public class MyLinkedList{public Node head;public Node tail;
}

构造方法

无参构造方法

public MyLinkedList() {this.head = null;this.tail = null;
}

链表的实现

//头插法
public void addFirst(int data);
//尾插法
public void addLast(int data);
//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);
//查找是否包含关键字key
public boolean contains(int key);
//删除第一次出现关键字为key的节点
public void remove(int key);
//删除所有值为key的节点
public void removeAllKey(int key);
//得到链表的长度
public int size();
//打印链表
public void display();
//清空链表，释放内存
public void clear();

头插

头插的过程中要注意空链表的情况

public void addFirst(int data) {Node newNode = new Node(data);if (this.head == null) {    // 链表为空时this.head = newNode;this.tail = newNode;} else {newNode.next = this.head;this.head.prev = newNode;this.head = newNode;}
}

尾插

public void addLast(int data) {Node newNode = new Node(data);if (this.head == null) {   // 链表为空的情况this.head = newNode;this.tail = newNode;} else {newNode.prev = tail;this.tail.next = newNode;this.tail = newNode;}
}

得到链表的长度

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

任意位置插入

在任意位置插入元素需要考虑的情况会比较多，我们应该先将可能的情况都罗列出来，再写，避免忽略一些情况

注意对index有效性进行判断

public void addIndex(int index,int data) {if (index < 0 || index > this.size()) {throw new RuntimeException("index : "  + index);}Node newNode = new Node(data);if (index == 0) {if (this.head == null) {   // 头插this.head = newNode;this.tail = newNode;} else {newNode.next = this.head;this.head.prev = newNode;this.head = newNode;}} else if (index == this.size()) {   // 尾插newNode.prev = this.tail;this.tail.next = newNode;this.tail = newNode;} else {Node cur = this.head;while (index != 0) {cur = cur.next;index--;}Node prevNode = cur.prev;newNode.next = cur;newNode.prev = prevNode;prevNode.next = newNode;cur.prev = newNode;}
}

查找是否包含关键字key

直接遍历链表，逐一对比

public boolean contains(int key) {Node cur = this.head;while (cur != null) {if (cur.data == key) {return true;}}return false;
}

删除第一次出现关键字为key的结点

涉及到头删，尾删，空链表等情况

public void remove(int key) {if (this.head == null) {return;}Node cur = this.head;while (cur != null) {        // 找第一个为key的结点if (cur.data == key) {break;}cur = cur.next;} if (cur == null) {return;          //没找到，直接返回}if (cur == this.head) {       // 头删this.head = head.next;this.head.prev = null;  return;}if (cur == this.tail) {     // 尾删cur.prev.next = null;this.tail = cur.prev;return;}Node prevNode = cur.prev;Node nextNode = cur.next;prevNode.next = nextNode;nextNode.prev = prevNode;
}

删除所有值为key的节点、

public void removeAllKey(int key) {if (this.head == null) {return;}Node prevNode = this.head;Node cur = this.head.next;while (cur != null) {if (cur.data == key) {prevNode.next = cur.next;cur = cur.next;if (cur == null) {this.tail = prevNode;     // 最后一个结点值为key} else {cur.prev = prevNode;}} else {cur = cur.next;prevNode = prevNode.next;}}if (this.head.data == key) {this.head = this.head.next;if (this.head == null) {this.tail = null;      // 注意当链表中所有元素均为key时，在最后不仅要判断head，也要改tailreturn;}this.head.prev = null;}
}

打印链表

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

清空链表，释放内存

public void clear() {if (this.head == null) {return;}Node cur = this.head;Node nextNode;while (cur != null) {nextNode = cur.next;cur.prev = null;cur.next = null;cur = nextNode;}this.tail = null;
}

注意清空双向链表和单向链表是有很大区别的，不能直接将head置为null，因为后面的结点还保存这前面结点的引用，所以我们应该要将所有结点的next域和prev域置空

欢迎大家关注！！！

一起学习交流 ！！！

让我们将编程进行到底！！！

--------------整理不易，请三连支持------------------

【数据结构】手撕单链表相关推荐

1. [ 数据结构 -- 手撕排序算法第三篇 ] 希尔排序

   手撕排序算法系列之:希尔排序. 从本篇文章开始,我会介绍并分析常见的几种排序,大致包括插入排序,冒泡排序,希尔排序,选择排序,堆排序,快速排序,归并排序等. 大家可以点击此链接阅读其他排序算法:排序算 ...

2. 手写识别底层原理_LinkedList底层原理和手写单链表

   2.1 单链表技能点 · 认识单链表 o 特点 数据元素的存储对应的是不连续的存储空间,每个存储结点对应一个需要存储的数据元素. 每个结点是由数据域和指针域组成. 元素之间的逻辑关系通过存储节点之间的 ...

3. 数据结构与算法--单链表相关面试题

   此文章仅作为自己学习过程中的记录和总结,同时会有意地去用英文来做笔记,一些术语的英译不太准确,内容如有错漏也请多指教,谢谢! 一.概述 获取单链表的有效元素个数[新浪面试题1] 获取单链表倒数第k个结 ...

4. python数据结构基础（单链表，多链表，二叉树）

   python数据结构基础(单链表,多链表,二叉树) 数据结构指数据对象中数据元素之间的关系 Python 给我们提供了很多现成的数据结构类型,这些系统自己定义好的,不需要我们自己去定义的数据结构叫做 ...

5. c语言用单链表实现lru算法,手写单链表实现和LRU算法模拟

   手写单链表,实现增删改查 package top.zcwfeng.java.arithmetic.lru; //单链表 public class LinkedList { Node list; int ...

6. 数据结构之——《单链表》

   数据结构之--<单链表> 1.链表概念 2.链表分类 3.接口函数实现 1.链表概念 链表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. ...

7. 数据结构精讲——单链表

   新手必会数据结构精讲--单链表 链表的介绍 概念:链表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 . 实际中链表的结构非常多样,以下情况组合起来就 ...

8. 应对嵌入式校招面试手撕之——链表

   笔者投的是嵌入式软件岗,发现手撕代码难度上比软件开发岗是要简单一些的,基本都是leetcode的medeium和easy的水平,基本难的算法不会考,集中在字符串处理和链表,现在把一些常见的链表题做一下 ...

9. [数据结构与算法] 单链表的简单demo

   Vc6之下编译通过.. 1 /******************************************************* 2 * @: Project: 单链表数据结构演示 3 * ...

最新文章

1. python将元组转换为列表_使用python将元组转换成列表，并替换其中元素
2. [HDU3691 Nubulsa Expo]
3. java实现的代理的两种办法
4. oracle数据库实验讲义-读书笔记（一）
5. 节操大师 北方大学生程序设计竞赛 南开大学
6. Flink 源码 | 自定义 Format 消费 Maxwell CDC 数据
7. java内部类实现方式_Java内部类详解
8. 手把手带你玩转Tensorflow 物体检测 API （1）——运行实例
9. TikTok全球月活突破10亿
10. 从王者荣耀看设计模式（四.简单工厂模式）
11. 小米平板2可以装鸿蒙系统,搞定LOL？Win10版小米平板2游戏性能实测
12. IDEA远程DEBUG
13. 建木持续集成平台v2.2.1发布
14. 年终盘点，蔚来终于失去互联网造车老大地位，被小鹏取而代之
15. 2款免费的安卓后台游戏
16. CF1603C Extreme Extension
17. IDEA打包普通web项目
18. python pyz_Python pyzfp包_程序模块 - PyPI - Python中文网
19. srs可以用java开发吗,为SRS流媒体服务器添加HLS加密功能(附源码)
20. 前端嫌弃原生Swagger界面太low，于是我给她开通了超级VIP

热门文章

1. 豆豆趣事[2017年03月]
2. Pikachu靶场练习
3. 【图像处理】图形图像中术语
4. 手机直播连麦技术分析
5. 【笔记】微信开发者工具自定义编译模式（编译时，携带 指定参数 直接跳转 指定页面）
6. 零售巨头家乐福应用区块链跟踪奶制品供应链
7. （附源码）spring boot网上商品定制系统 毕业设计180915
8. 女性视角有利于人工智能平衡发展
9. 如何在电子邮件中推销自己（服务）
10. Cannot add property xxx, object is not extensible