数据结构入门到入土——链表（完）LinkedList

目录

一，双向链表

1.单向链表的缺点

2.什么是双向链表？

3.自主实现双向链表

接口实现：

二，LinkedList

1.LinkedList的使用

1.1 什么是LinkedList？

1.2 LinkedList的使用

1.LinkedList的构造

2.LinkedList的其它常用方法介绍

3.LinkedList的遍历

三，ArrayList与LinkedList的区别

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一，双向链表

1.单向链表的缺点

再了解单向链表的实现以及使用过后，我们发现单项链表存在存在缺点：

1.如下图，当cur访问下一个节点时无法再访问到上一个节点

2.尾插法的时间复杂度为O(N)

为应对该类问题，于是就有了双向链表

2.什么是双向链表？

定义：双向链表由一系列的节点组成，每个节点包含两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点。与单向链表不同，双向链表可以从任意节点开始，向前或向后遍历链表。

如下图所示：

这是一个无头双向链表，从中我们不难看出它与无头单向链表的区别：

1.不仅有头节点通过next进行顺序访问，还有尾节点通过prev进行逆序访问

2.额外有一个prev域访问上一个已访问过的节点

3.自主实现双向链表

接口实现：

接口部分：

public interface IList {

    //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();

    //打印单链表
    public void display();

    //清空单链表
    public void clear();

}

接口重写部分：

public class MyList implements IList{
    static class ListNode {
        public int val;//值
        public ListNode prev;//访问上一个域
        public ListNode next;//访问下一个域
        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    public ListNode head;//头节点
    public ListNode last;//尾节点

    //头插法
    @Override
    public void addFirst(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        if (this.head == null) {
            this.head = node;
            this.last = node;
        } else {
            node.next = this.head;
            this.head.prev = node;
            this.head = node;
        }
    }

    //尾插法
    @Override
    public void addLast(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        if (this.head == null) {
            this.head = node;
            this.last = node;
        } else {
            this.last.next = node;
            node.prev = this.last;
            this.last = node;
        }
    }

    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    @Override
    public void addIndex(int index, int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        ListNode cur = this.head;
        if (index >= 0 && index <= size()) {
            if (index == 0) {
                addFirst(data);
                return;
            }
            if (index == size()) {
                addLast(data);
                return;
            }
            int count = 1;
            while (cur != null) {
                ListNode curNext = cur.next;
                if (count == index) {
                    node.next = curNext;
                    curNext.prev = node;
                    cur.next = node;
                    node.prev = cur;
                }
                count++;
                cur = cur.next;
            }
        } else {
            throw new IndexException("添加下标异常！");
        }
    }

    //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    @Override
    public boolean contains(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            if (cur.val == key) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

    //删除第一次出现关键字为key的节点
    @Override
    public void remove(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
            if (cur.val == key) {
                //删头节点
                if (cur.prev == null) {
                    //this.head.val = null;
                    this.head = head.next;
                    head.prev = null;
                    return;
                }
                //删尾节点
                if (cur.next == null) {
                    //this.last.val == null;
                    this.last = last.prev;
                    last.next = null;
                    return;
                }
                curNext.prev = cur.prev;
                cur.prev.next = curNext;
                return;
            }
            cur = cur.next;
        }
    }

    @Override
    public void removeAllKey(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
            if (cur.val == key) {
                //删头节点
                if (cur.prev == null) {
                    //this.head.val = null;
                    this.head = head.next;
                    head.prev = null;
                } else if (cur.next == null) {
                    //this.last.val == null;
                    this.last = last.prev;
                    last.next = null;
                } else {
                    curNext.prev = cur.prev;
                    cur.prev.next = curNext;
                }
            }
            cur = cur.next;
        }
    }

    //得到单链表的长度
    @Override
    public int size() {
        ListNode cur = this.head;
        int count = 0;
        while (cur != null) {
            count++;
            cur = cur.next;
        }
        return count;
    }

    //打印单链表
    @Override
    public void display() {
        ListNode cur = this.head;
        if (head == null) {
            System.out.println("[" + "]");
        } else {
            System.out.print("[");
            while (cur != null) {
                if (cur == last) {
                    System.out.print(cur.val);
                } else {
                    System.out.print(cur.val + " ");
                }
                cur = cur.next;
            }
            System.out.println("]");
        }
    }

    //清空单链表
    @Override
    public void clear() {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur.next != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
            //cur.val =null;
            cur.prev = null;
            cur.next = null;
        }
        this.head = null;
        this.last = null;
    }
}

二，LinkedList

LinkedList是一个双向链表，以上双向链表便是模拟LinkedList

1.LinkedList的使用

1.1 什么是LinkedList？

LinkedList的官方文档