一、一链表的概念及结构

链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，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 。

注意：

• 从上图可以看出，链式结构在逻辑上是连续的，但是在物理上不一定连续
• 现实中结点一般是从堆上申请出来的。
• 从堆上申请出来的空间，是按照一定策略来分配的，两次申请可能是连续，也可能是不连续的

二、头节点与头指针的异同

• 头指针
  1.头指针是指链表指向第一个结点的指针，若链表有头节点，则是指向头节点的指针。
  2.头指针是具有标识作用，所以常用头指针冠以链表的命名
  3.无论链表是否为空，头指针均不为空。头指针是链表的必要元素
  若头指针为空，则链表不存在。
• 头节点
  1.头结点是为了操作的统一和方便而设立的，放在第一元素的结点之前，其数据域一般无意义（也可存放链表的长度）
  2.有了头结点，对在第一元素结点前插入结点和删除第一节点，其操作与其他结点的操作就统一了
  3.头节点不一定是链表的必须元素

三、代码实现

里面包含常用的一些操作：
1.头插法
2.尾插法
3.遍历
4.元素的删除

public class LinkedList {
    //创建结点类，结点脱离类一般无意义，所以设定为静态类
    static class Node {
        //数据域
        int val;
        //引用后继指针地址
        Node next;

        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    //定义头节点
    Node head;

    public void addFirst(int val) {
        Node node = new Node(val);
        if (head == null) {
            head = node;
            return ;
        }
        node.next = head;
        head = node;
    }
    //尾插法
    public void addLast(int val) {
        Node node = new Node(val);
        if (head == null) {
            head = node;
            return ;
        }
        //此时要定义一个临时头节点，以便我们找到链表的尾部
        //并且我们是不希望改动链表的头节点，所以临时结点很重要
        Node temp = head;
        while (temp.next != null) {
            temp = temp.next;
        }
        temp.next = node;
    }
    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public boolean addIndex(int index,int val) {
        if (head == null) {
            return false;
        }
        //判断所给的索引合法性
        if (index < 0 || index > size()) {
            throw new RuntimeException("the index is not illegal!");
        }
        //第一个位置插入的时候，此时就是头插法
        if (index == 0) {
            addFirst(val);
            return true;
        }
        //最后一个位置插入则为尾插法
        if (index == size()) {
            addLast(val);
            return true;
        }
        //最后考虑中间位置的插入即可
        //1.定义临时头结点，先走到待插入位置的前一个位置
        Node temp = head;
        while (index > 1) {
            temp = temp.next;
            index--;
        }
        //2.对元素进行插入
        Node node = new Node(val);
        node.next = temp.next;
        temp.next = node;
        return true;
    }
    //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    public boolean contains(int key) {
        if (head == null) {
            return false;
        }
        //只要在链表找到我们就返回false就行
        Node temp = head;
        while (temp != null) {
            if (temp.val == key) {
                return true;
            }
            temp = temp.next;
        }
        return false;
    }
    //删除第一次出现关键字为key的节点
    public void remove(int key) {
        if (head == null) {
            return ;
        }
        //只要存在我们才可以去删除
        if (!contains(key)) {
            throw new RuntimeException("the key is not exist !");
        }
        //如果是头节点的情况就直接删除
        if (head.val == key) {
            head  = head.next;
            return ;
        }
        //1.找到第一次出现的关键字key的前一个位置
        Node temp = head;
        while (temp != null && temp.next != null) {
            if (temp.next.val == key) {
                temp.next = temp.next.next;
                return;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }
    //删除所有值为key的节点
    public void removeAllKey(int key) {
        if (head == null) {
            return ;
        }
        while (contains(key)) {
            remove(key);
        }
    }
    //得到单链表的长度
    public int size() {
        if (head == null) {
            return 0;
        }
        Node temp = head;
        int size = 0;
        while (temp != null) {
            size++;
            temp = temp.next;
        }
        return size;
    }
    public void display() {
        //遍历链表，这个是一定要掌握的,也不难
        if (head == null) {
            return ;
        }
        Node temp = head;
        while (temp != null) {
            System.out.print(temp.val + " ");
            temp = temp.next;
        }
    }
    //清空链表
    public void clear() {
        //这个我们枪打出头鸟就行
        head =null;
    }

}