本文主要是介绍Java-数据结构-链表-LinkedList(一) (^_−)☆,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
文本目录:
✿一、ArrayList的优点和缺陷:
✿二、链表:
❄️1、链表的概念与结构:
❄️2、单向不带头非循环链表的实现:
❄️(1)、操作:
▶display () 方法:
▶size()方法:
▶ contains(int key)方法:
▶addFirst(int data)方法:
▶ addLast(int data)方法:
▶addIndex(int index,int data)方法:
▶remove(int key)方法:
▶removeAllKey(int key)方法:
▶clear()方法:
§总结:
一、ArrayList的优点和缺陷:
优点:
对于ArrayList 来说,我们可以根据下标来访问任意元素,因为ArrayList 的底层是一个数组,所以可以做到。
缺陷:
当我使用ArrayList 时进行插入和删除呢,就需要移动后面的元素都进行往后移或者往前移动数据,才能做到,这样呢,时间复杂度最坏可以达到O(N),所以会使效率非常的低下。还有一点就是,我们当初识内存不够的时候,我们要扩容按照2倍或者1.5,但是呢,假如我们初识容量为20,但我们有21个元素,所以我们要扩容。是其达到2倍,就是400,但是呢,我们只有21个元素,剩下的大部分都浪费了,这就是个问题了。
所以当我们想要把这些缺陷解决的时候呢,我们引入了一格新的表,叫做链表,我们来看看什么是链表呢。
二、链表:
❄️1、链表的概念与结构:
链表呢从概念上来说呢,是一个物理存储结构上非连续存储结构,数据顺序的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的。
链表是由一个个节点构成的,每一个节点都有两个结构,一个是数据一个是下一个节点的地址,我们来看看结构:
我们来看看链表是怎样存储的和其结构是什么样的:
这个呢,就是链表了。上图的链表呢也叫做:单向 不带头 非循环 链表。
在这里呢我们把数值15的这个节点叫做头结点(head),看到这里就有人有疑问了,这不是带头吗?为什么叫它不带头呢?我们来看看什么叫带头就知道了:
这个呢,才叫单向 带头 非循环 链表。
那么什么是循环呢?我们来看什么才是循环链表:
这种的呢,才是循环链表。
链表的类型:
对于链表来说呢,我们有8中类型,分别是:
单向 带头 循环
单向 带头 非循环
单向 不带头 循环
单向 不带头 非循环
双向 带头 循环
双向 带头 非循环
双向 不带头 循环
双向 不带头 非循环
我们这次只需要了解到上面两个带红色字体的类型就可以了,因为这两种是最难的,这两种会了,其余的就简单了。
在我们的Java的底层的LinkedList就是双向不带头非循环链表
对于单向不带头非循环是在面试中常出现的。
❄️2、单向不带头非循环链表的实现:
我们写 单向不带头非循环链表 这个类是不是要有成员啊,我们的链表是由一个个的节点构成的,而节点呢又是一格完整的类,所以这里呢我们要用到内部类定义节点来实现,并且我们的MySingleList 这个类呢,要有一个head的节点的成员变量,我们俩看看怎么写:
我们把链表的方法都放到一个接口里,再由我们的类来实现接口中的方法,便于管理:
❄️(1)、操作:
▶display () 方法:
打印链表。我们先来看看原理是什么样的,之后再来看代码:
我们来看看代码的实现:
▶size()方法:
求链表的长度。这个方法和打印链表的方法是差不多的,我们这个方法就是需要在每次移动的时候呢,要记录长度。我们直接来看代码:
▶ contains(int key)方法:
在链表中查找链表中是否包含key这个值。其实这个也是非常简单的,和上面两个代码差不多的,只不过要每次都要判断cur.val是否和key相等就可以了,我们直接看代码:
▶addFirst(int data)方法:
头插法。我们来看看其思路是什么样的:
接下来我们来看看代码如何编写:
这个呢还是很简单的
▶ addLast(int data)方法:
尾插。我们还是先看尾插的思路:
这里我们要注意,当我们的链表为空的时候呢,我们直接把head = newNode
我们之后来看看代码是什么样的:
▶addIndex(int index,int data)方法:
在 index 这个位置插入 data 这个值。
1、 在我们执行操作前呢,我们要先判断这个index值是否是合法的值,我们自定义一个异常来判断,我们来看:
2、对于index这个位置判断结束后,我们来想,当我们的index等于0时呢,是不是就相当于头插,在index等于链表的长度的时候呢,是不是就相当于尾插,所以这里我们可以这样写:
3、在处理完这些之后,我们就要对于在中间位置时进行处理了,我们来看看如何处理:
我们直接来看看思路是什么样的:
OK,我们来看看代码是如何实现的:
OK啊,我们的把其分为了三步,现在我们来看看这个方法的总代码:
▶remove(int key)方法:
删除key这个数值的节点。
对于这个操作呢,我们要先找到我们要删除的那个节点,之后进行删除操作,那么怎么做呢?我们来看看它是怎样删除的:
我们由上面这个图片就可以知道删除操作是怎样进行的了。那么我们想要删除key这个值的节点,我们是不是需要找到key这个节点之前的节点才能做到删除。
在写代码之前,我们要再思考一个问题啊,当我们链表为空,是不是需要直接返回,因为没有数据;再一个当我们的head.val就是key这个值是不是也要之间返回。在思考完这些问题之后,我们再来看看代码如何编写:
▶removeAllKey(int key)方法:
删除链表中所有的key这个数据的节点。
这个方法就比较麻烦了,我们要定义两个节点,一个是用来遍历链表查找和key相等的节点,另一个是用来删除节点的,我们来看看这两个接单是怎么配合的(这里比较复杂,认真看):
但是呢,写到这里呢,还不是最严谨的,因为我们没有判断head.val是否和key相等。所以当我们判断上图的代码之后,我们还要添加一个关于判断head.val是否等于key的代码:
当然这样呢,我们的代码还是有一些缺陷的,我们在一开始就要判断head是不是空的,如果是空的话,就直接返回就可以了。
这样之后呢,我们的代码就完美了,让我们来看看最终的成果:
▶clear()方法:
清除链表的所有节点。
对于我们把节点删除,在这里呢,我们是不是只需要把每个节点中指向下一个节点地址设置为null就可以了呢。这里呢我们也是需要创建两个节点,一个呢用于删除节点,设置为null,另一个呢需要把要置为null的节点的地址存起来,防止我们在删除节点后,找不到下一个我们要删除的节点,我们来看思路的图片:
这样操作就可以了,之后我们来看看代码是怎样实现的:
这样呢,我们对于单向无头非循环的链表的自实现,就到这里就结束了,我们来看一遍我们的总代码:
public class MySingleList implements IList{//链表是由一个个节点组成的,每一个节点都是一个完整的对象//我们可以把节点用内部类构成static class ListNode {public int val;public ListNode next;public ListNode(int val) {//我们不用初始化地址this.val = val;}}//我们的MySingleList类的里面要有一个头节点的类public ListNode head;@Overridepublic void display() {ListNode cur = this.head;while(cur != null) {System.out.print(cur.val + "->");cur = cur.next;}System.out.println("");}@Overridepublic void addFirst(int data) {ListNode newNode = new ListNode(data);newNode.next = this.head;this.head = newNode;}@Overridepublic void addLast(int data) {ListNode newNode = new ListNode(data);if (this.head == null) {this.head = newNode;return;}//找尾巴ListNode cur = this.head;while(cur.next != null) {cur = cur.next;}cur.next = newNode;}private void indexExeption(int index) throws IndexException{int size = size();if (index < 0 || index > size) {throw new IndexException("index的位置错误");}}@Overridepublic void addIndex(int index, int data) {try {indexExeption(index);if (index == 0) {addFirst(data);}if (index == size()) {addLast(data);}//中间插入ListNode cur = this.head;while(index - 1 != 0) {index--;cur = cur.next;}ListNode newNode = new ListNode(data);newNode.next = cur.next;cur.next = newNode;}catch (IndexException e) {System.out.println("index位置异常");e.printStackTrace();}}@Overridepublic boolean contains(int key) {ListNode cur = this.head;while(cur != null) {if (cur.val == key) {return true;}cur = cur.next;}return false;}private ListNode findkeyListNode(int key) {ListNode cur = this.head;while(cur.next != null) {if (cur.next.val == key) {return cur;}cur = cur.next;}return null;}@Overridepublic void remove(int key) {if (this.head == null) {return;}if (this.head.val == key) {this.head = this.head.next;return;}ListNode cur = findkeyListNode(key);if (cur == null) {return;}ListNode del = cur.next;cur.next = del.next;}@Overridepublic void removeAllKey(int key) {if (this.head == null) {return;}ListNode prev = this.head;ListNode cur = this.head.next;while(cur != null) {if (cur.val == key) {prev.next = cur.next;cur = cur.next;}else {prev = cur;cur = cur.next;}}if (this.head.val == key) {this.head = this.head.next;}}@Overridepublic int size() {ListNode cur = this.head;int count = 0;while(cur != null) {count++;cur = cur.next;}return count;}@Overridepublic void clear() {ListNode cur = this.head;while(cur != null) {ListNode curNext = cur.next;cur.next = null;cur = curNext;}this.head = null;}
}
总结:
OK,我们的单向无头非循环的链表得自实现就到这里就结束了,我们呢在下次再介绍我们Java编译器里自带的链表的方法——双向无头非循环的自实现和在Java中的使用。让我们下次再见!!!拜拜~~~
这篇关于Java-数据结构-链表-LinkedList(一) (^_−)☆的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!