链表与模拟LinkedList的实现

news2025/1/17 5:57:42

1. ArrayList的缺陷

ArrayList底层使用数组来存储元素

由于其底层是一段连续空间，当在ArrayList任意位置插入或者删除元素时，就需要将后序元素整体往前或者往后搬移，时间复杂度为O(n)，效率比较低。因此ArrayList不适合做任意位置插入和删除比较多的场景。

因此：java 集合中又引入了LinkedList，即链表结构。

2. 链表

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：
1.从上图可看出，链式结构在逻辑上是连续的，但是在物理上不一定连续
2.现实中的结点一般都是从堆上申请出来的
3.从堆上申请的空间，是按照一定的策略来分配的，两次申请的空间可能连续，也可能不连续

1. 单向或者双向

2. 带头或者不带头

3. 循环或者非循环

3 模拟LinkedList的实现

我们先来定义一些数据：

public class MySingleLinkedList {
    class ListNode{
        public int val;
        public ListNode nest;

        public ListNode(int val) {
            this.val = val;

        }
    }
    public ListNode head;//代表链表头节点
}

如果想要全部遍历完那么 head != null而不是head.next != null

那样会少遍历最后一个值。

1头插法：

 public void addFirst(int val){
        ListNode node = new ListNode(val);
        node.next = head;
        head = node;

2.尾插法：

 public void addLast(int val) {
        ListNode node = new ListNode(val);
        if(head == null) {
            head = node;
            return;
        }
        ListNode cur = head;
        while (cur.next != null) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = node;
    }

3任意位置插入：

public void addIndex(int index,int val) {
        //1.判断index的合法性
        try {
            checkIndex(index);
        }catch (IndexNotLegalException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //2.index == 0  || index == size()
        if(index == 0) {
            addFirst(val);
            return;
        }
        if(index == size()) {
            addLast(val);
            return;
        }
        //3. 找到index的前一个位置
        ListNode cur = findIndexSubOne(index);
        //4. 进行连接
        ListNode node = new ListNode(val);
        node.next = cur.next;
        cur.next = node;
    }
      private ListNode findIndexSubOne(int index) {
        int count = 0;
        ListNode cur = head;
        while (count != index-1) {
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return cur;
    }

4查找是否包含关键字val是否在单链表当中

 public boolean contains(int val) {
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            if(cur.val == val) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

5删除出现一次关键字为val的节点

 public void remove(int val){
        if(head == null){
            return;
        }
        if (head.val==val){
            head = head.next;
            return;
        }
        ListNode cur = head;
        while (cur.next != null){
            if (cur.next.val==val){
                ListNode del =cur.next;
                cur.next=del.next;
            }
            cur=cur.next;
        }
    }

6删除所有值为key的节点

如果要删的是head.val,可以使代码走完在走一遍就行或者把if改成while语句。

public void removeAllKey(int val) {
        //1. 判空
        if(this.head == null) {
            return;
        }
        //2. 定义prev 和 cur
        ListNode prev = head;
        ListNode cur = head.next;
        //3.开始判断并且删除
        while(cur != null) {
            if(cur.val == val) {
                prev.next = cur.next;
                //cur = cur.next;
            }else {
                prev = cur;//prev = prev.next;
                //cur = cur.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        //4.处理头节点
        if(head.val == val) {
            head = head.next;
        }
    }

7 清空链表

public void clear() {
        //head = null;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            ListNode curN = cur.next;
            //cur.val = null;
            cur.next = null;
            cur = curN;
        }
        head = null;
    }