文章目录

1. 链表
- 1.1 链表的概念与结构
- 1.2 链表的结构
2. 链表实现
- 2.1 打印链表
- 2.2 返回链表长度
- 2.3 查找 key 元素是否存在链表中
- 2.4 新增方法 add
- - 2.4.1 头插
  - 2.4.2 尾插
  - 2.4.3 任意位置插入
- 2.5 删除操作 remove
- - 2.5.1 删除第一次出现的 key 元素
  - 2.5.2 删除链表中所有的 key值
- 2.6 清空操作
- - 2.6.1 粗暴一点的清空方法
  - 2.6.2 温柔一点的清空方法
链表OJ题目

LinKedList与链表

1. 链表

1.1 链表的概念与结构

链表：就像火车一样，是节点(车厢)构成的，每个节点之间会连接起来。

图示：

注意：我们的链表虽然看起来是节点上全部连接起来的如上面的火车一样一节一节的串起来，但是在物理的成面上，链表其实是不连续的。

图解：

关于链表，我们现在知道了他是，通过 next 域，来进行连接的，那么接下来我们来了解一下我们的链表结构，总共由八种，但是不要担心我们主要学两种即可。

1.2 链表的结构

关于链表：我们由这几个关键字 单向 , 双向 和 带头 , 不带头 还有 循环 , 不循环

将这几个关键字排列组合，能得到以下

单向带头不循环
单向带头循环
双向带头不循环
双向带头循环
单向不带头不循环
单向不带头循环
双向不带头不循环
双向不带头循环

这里就看到了我们链表的 8种结构，我们主要学习 单项不带头不循环 和 双向不带头不循环 因为后面我们面试中只要考察的是这两种。

2.1 单向带头不循环和单向不带头不循环

2.2 单向带头循环和单向不带头循环

2.3 双向带头不循环和双向不带头不循环

2.4 双向带头循环和双向不带头循环

这两个就跟单向带头循环和单向不带头循环一样，只不过多了一个last 域而已

链表的结构看完，那么我们下面继续，这里还是通过实现我们自己的链表，来慢慢了解我们的链表。

2. 链表实现

主要实现的方法

// 1、无头单向非循环链表实现
public class SingleLinkedList {// 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 boolean addIndex(int index,int data);// 查找是否包含关键字key是否在单链表当中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();// 打印链表public void display();// 清空链表public void clear();
}

这里我们先来创建一个链表，这里采用的比较low 的方法，直接穷举。 (先不使用插入的方法)

第一步创建一个 MySingleList 类并且在这个类里面创建一个内部类(静态也可以) ，这个类是专门的节点类用来创建我们的节点对象。

第二步：通过 create 创建我们的链表

注意：我们还要创建一个 head 头节点（用来存放第一个节点的地址）

第三步：有了链表接下来我们就来实现我们链表中的方法

2.1 打印链表

这个方法可以说非常简单，就是创建一个 ListNode cur 让他引用 head 这个引用的对象，然后遍历每一个节点然后打印。

这里主要就只有两个问题：

1、如何走到下一个节点

解： cur = cur.next

2、什么时候把链表遍历完

解： cur != null

图解：

注意：这我们需要严谨，如果我们的链表为空我们还能去打印吗？这里就可以直接返回或抛出异常

打印方法实现完，下面实现求链表长度。

2.2 返回链表长度

这个方法，就只需要返回链表中节点的个数，这里同样是需要一个循环，此时就需要思考我们的循环结束的条件。

想一想：我们是不是要数节点的个数，那么是不是需要走到每一个节点，那么这里同样是要创建一个 cur 让他引用 head的对象，然后结束条件是不是就和打印一样cur != null 如果是 cur.next != null 那么最后一个节点同样是没有记录的。

分析完我们就可以直接来写代码：

另外：还有一种方法，看到这个size 了吗？我们就可以在后面些的新增方法中使用，每次添加一个元素然后让``size ++` 最后返回的size 就是我们的链表长度

这里这个方法就写完了，下面来完成我们的 contains 方法判断 key 是否存在单链表中

2.3 查找 key 元素是否存在链表中

这个方法我们同样需要使用循环，这里同样是要遍历整条链表，那么我们循环结束的条件就是 cur != null ，同理我们不能使用head 去遍历，所以需要创建一个 cur 来代替 head ，这里我们判断是否纯在，那么拿每个节点的value 与当前的 key 比较即可相等放回 true ，不像等返回 false (注意这里我们是 int 类型，所以可以直接使用 == ，如果是包装类，需要使用 equals 如果是自定义类型重写 equals 即可)

代码如下：

这里我们是使用非常low 的方法创建了一条链表，完成了上面这些方法，其实你创建链表这几个方法也能实现为啥我创建了呢？

是因为我们可以写完一个方法在main函数里面去测试，但是上面我并没有去测试，这里可以去测试一下。

下面就来学习一下新增方法，头插和尾插然后真正的创建一条链表.

2.4 新增方法 add

新增方法总共有 3 个一个是头插，一个是尾插，一个是任意位置插入

2.4.1 头插

图解：

代码实现：

这里如果我们的链表为空，也不要紧，你想 head == null , 那么 cur.next = null , cur.next 本来就是null 在赋值一个 null 也是没有问题的，最后在让这个 cur 变为新的head

补充：对比一下顺序表的插入，链表的插入是不是就非常高效，我们链表插入的数据是不是就不需要挪动元素，只需要改变指向即可。

2.4.2 尾插

图解：

代码实现：

2.4.3 任意位置插入

index特殊位置分析

index 正常位置插入

代码实现：

/*** 任意节点插入* @param index* @param data*/public void addIndex(int index, int data) {// 创建 新的节点ListNode cur = new ListNode(data);// 1.判断 index 位置的合法性if (index < 0 || index > size()) {// 此时我们需要抛出异常throw new IndexWrongFulException("index 位置不合法 !!!!");}// 2.如果 index == 0 头插if (index == 0) {// 调用头插的方法addFirst(data);return;}// 3. 如果 index == size() 尾插if (index == size()) {addLast(data);return;}// 4.此时 正常情况(中间插入)， 将我们 执行的 代码 封装成一个方法(解耦)// 先 走 index - 1 步// cur2 拿到我们的前一个节点ListNode cur2 = findIndexSubOne(index);cur.next = cur2.next;cur2.next = cur;// 此时就完成了我们的 插入}private ListNode findIndexSubOne(int index) {ListNode cur = head;while (index - 1 != 0) {cur = cur.next;index--;}return cur;}

添加就学完了，会了添加那么对应的删除也是不可少的，下面就来学习一下删除操作。

2.5 删除操作 remove

这里主要实现两种删除：

第一种删除：删除第一次出现的 key 元素
第二种删除：删除链表中所有的 key 元素

2.5.1 删除第一次出现的 key 元素

代码实现：

这里先来完成我们找前一个节点的方法。

这里的找前驱 (前一个节点)的方法写完了，就来完成我们的remove 方法

2.5.2 删除链表中所有的 key值

解法一 (不推荐)：循环调用删除第一次出现的key 的方法

上面我们写完了删除一个key ，那么删除多个key 还不简单吗？

直接写一个循环调用这个方法，执行链表的长度次，这样就能将链表中的所有的key 全部删除.

为啥不推荐呢？你想我们删除第一个key 的方法时间复杂度是不是 0(N) ，然后我们有需要循环N 次 (链表长度) ，然后调用这个方法，那么时间复杂度是不是就是O(N ^ 2) , 时间复杂度太高了，那么肯定是不推荐的。

下面就来学习一下时间复杂度O(N) 的方法。

解法二 :

图一：

图二：

图三：

注意：上面的 else 分支内 prev.next = cur , 有误这里修改一下

删除方法就完成了，下面就来完成最后一个方法清空链表

2.6 清空操作

这里清空操作可以有两种写法，一种比较粗暴一点，直接让头节点置为空这样就没有人引用这个链表自然我们就达成了清空操纵

第二种那么就是，将每一个节点的 next 域置为空即可。

2.6.1 粗暴一点的清空方法

2.6.2 温柔一点的清空方法

附上代码：

import java.util.List;public class MySingleList {private int size;static class ListNode {// 使用一个静态内部类 创建我们的节点类，通过这个类来创建对象public int value; // 注意： 这里我们并不一定是整形类型// 也可以别的类型 所以这里可是使用我们的泛型public ListNode next;public ListNode(int value) {this.value = value;}}private ListNode head; // 头节点public void create() {ListNode listNode1 = new ListNode(12);ListNode listNode2 = new ListNode(23);ListNode listNode3 = new ListNode(34);ListNode listNode4 = new ListNode(45);ListNode listNode5 = new ListNode(56);listNode1.next = listNode2;listNode2.next = listNode3;listNode3.next = listNode4;listNode5.next = null;head = listNode1;}/*** 打印链表里面的数据*/public void display() {if (head == null) {// 链表为空，无法打印抛出异常 这里省事直接返回return;}ListNode cur = head;while (cur != null) {System.out.printf(cur.value + " ");// 如果是 cur.next != null ,// cur 等于了最后的一个节点， cur.next == null 就不会进入循环// 那么最后一个值就不会打印}System.out.println();}/*** 返回单链表长度*/public int size() {if (head == null) {// head == null 说明 链表为空return -1; // 这里同样是可以自定义异常的}ListNode cur = head;int count = 0; // 用来记录当前节点个数while (cur != null) {count++;cur = cur.next;}return count;}/*** 查找是否包含关键字key是否存在单链表中*/public boolean contains(int key) {// 这里我们的 结束循环条件是 cur != null// 那么即便 head == null 即 cur == null// 那么也进入不了 循环直接返回了 falseListNode cur = head;while (cur != null) {if (cur.value == key) {return true;}cur = cur.next;}// 走到这里说明 链表已经遍历完成了，还没找到 key 返回falsereturn false;}/*** 头插法*/public void addFirst(int data) {ListNode cur = new ListNode(data);cur.next = head;head = cur;}/*** 尾插法*/public void addLast(int data) {ListNode cur = new ListNode(data);if (head == null) {head = cur;return;// 注意 我们 需要判断链表是否为空}ListNode cur2 = head;while (cur2.next != null) {// 如果我们没有判断链表是否为空 ，// 那么 null.next 是不是就空指针异常了。cur2 = cur2.next;}// 进行尾插cur2.next = cur;}/*** 任意节点插入** @param index* @param data*/public void addIndex(int index, int data) {// 创建 新的节点ListNode cur = new ListNode(data);// 1.判断 index 位置的合法性if (index < 0 || index > size()) {// 此时我们需要抛出异常throw new IndexWrongFulException("index 位置不合法 !!!!");}// 2.如果 index == 0 头插if (index == 0) {// 调用头插的方法addFirst(data);return;}// 3. 如果 index == size() 尾插if (index == size()) {addLast(data);return;}// 4.此时 正常情况(中间插入)， 将我们 执行的 代码 封装成一个方法// 先 走 index - 1 步// cur2 拿到我们的前一个节点ListNode cur2 = findIndexSubOne(index);cur.next = cur2.next;cur2 = cur;// 此时就完成了我们的 插入}private ListNode findIndexSubOne(int index) {ListNode cur = head;while (index - 1 != 0) {cur = cur.next;index--;}return cur;}public void remove(int key) {// 1.判断当前链表是否为空if (head == null) {return;}// 2. 特殊情况 头节点是我们的 key 删除头节点if (head.value == key) {head = head.next;return;}// 3. 之前分析过的ListNode cur = findPrevOfKey(key);if (cur == null) {// 抛出异常 ， 这里偷懒直接打印了System.out.println("没有你要删除的 " + key);return;}cur.next = cur.next.next;// 或则  ListNode show = cur.next;// cur.next = show.next;}// 将找前一个节点 的步骤封装 成一个方法public ListNode findPrevOfKey(int key) {ListNode cur = head;while (cur.next != null) {// 这里我们并不需要遍历完if (cur.next.value == key) {// 此时说明 cur 的下一个节点就是要删除的节点return cur;}cur = cur.next;}// 此时说明没有找到 返回 null 即可return null;}public void removeAllkey(int key) {if (head == null) {return;}ListNode prev = head;ListNode cur = prev.next;while (cur != null) {if (cur.value == key) {prev.next = cur.next;} else {prev = cur;}cur = cur.next;}// 此时如果头节点 等于 key 删除即可if (head.value == key) {head = head.next;}}public void clear() {//        head = null;while(head != null){ListNode cur = head.next;head.next = null;head = cur;}// 先保留 head 的下一个 节点的地址，// 置空 当前的节点 然后去 引用下一个节点，继续置空}
}

这样我们的单向不带头不循环的链表就实现完成了，下面我们就可以来写几道oj题目来看看我们对链表的掌握情况。

链表OJ题目

链接提供 :

1.移除链表元素

2.反转链表

3.链表的中间结点

4.链表中倒数第k个结点_

5.合并两个有序链表

6.链表分割

7.链表的回文结构

8.相交链表

9.环形链表

10.环形链表 II

如果上面的题目写完还嫌不够的话，这里还有力扣和牛客链表的合集也可以写一些

链表知识点题库 - 力扣（LeetCode）

牛客网 - 链表

本文完 : 下文这些 OJ 题目的讲解。

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LinKedList与链表

1. 链表

1.1 链表的概念与结构

1.2 链表的结构

2. 链表实现

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2.1 打印链表

2.2 返回链表长度

2.3 查找 key 元素是否存在链表中

2.4 新增方法 add

2.4.1 头插

2.4.2 尾插

2.4.3 任意位置插入

2.5 删除操作 remove

2.5.1 删除第一次出现的 key 元素

2.5.2 删除链表中所有的 key值

2.6 清空操作

2.6.1 粗暴一点的清空方法

2.6.2 温柔一点的清空方法

链表OJ题目

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