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前言
链表时大部分初学者的第一个坎，那么单链表我们可以类比为现实生活中的火车，火车的不同车间之间，都是通过一个挂钩连接的，当这两个车厢脱钩后，这两个车厢就没有任何关系了，可以类比一下数组，数组是相邻的两个元素之间不仅逻辑上连续，物理上也连续，而单链表是逻辑上连续，物理上不一定连续
单链表 —> 火车
数组 —> 物理逻辑都连续
一、什么是单链表
假设每个火车车厢只保存了一个int值，这个值就是我们要保存的数据，每节车厢还要保存下一节车厢的地址
这种链表叫做单向链表，只能从头结点开始从前往后遍历，每个结点只保存了下一个节点的地址，只能一个方向遍历。
1.1如何定义一个结点类？（每节火车的车厢）
class Node{
int val;//每个节点储存的值
Node next;//当前节点的下一个节点的地址
public Node(){
}
public Node(int val) {
this.val = val;
}
public Node(int val,Node next) {
this.val = val;
this.next = next;
}
}
1.2如何定义一个链表？
什么是链表：
由若干个链表节点构成的对象称为链表，每一列火车由若干个车厢组成，每个车厢就是一个Node对象
由多个Node对象组成的大实体就是链表对象
只要知道火车的火车头 Node head; 就能遍历当前这个链表中的所有节点，从head开始向后遍历
/**
* 基于int的单链表
* 真正被用户使用的时火车类-单链表对象
*/
public class SingleLinkedList {
//链表的头节点
private Node head;
//当前链表中Node节点的个数 = 有效数值的个数
private int size;
}
二、单链表的增删改查
对于单链表的操作，我们有一个重要的思想，就是找前驱节点
1.增(add)
在一个单链表中插入一个节点，默认是在当前单链表的头部插入
1.1头插
代码如下：
public void addFirst(int val){
Node newNode = new Node();
newNode.val = val;
if (head == null){
head = newNode;
}else{
//表示当前链表不为空
newNode.next = head;
head = newNode;
}
size++;
}
1.2在链表的index位置插入
代码如下：
public void add(int index, int val){
//1·若index位置时非法的
if (index < 0 || index > size){
System.err.println("add index illegal");
return;
}
//2·插入任意位置要找到前驱节点，但是链表中有一个元素没有前驱节点
//头节点没有前驱节点
if (index == 0){
//头插
addFirst(val);
}else{
Node newNode = new Node();
newNode.val = val;
//3·当前索引合法且不是在链表的头部插入，要找到插入位置的前驱节点
Node prev = head;
for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
prev = prev.next;
}
//此时prev一定指向了待插入节点的前驱
newNode.next = prev.next;
prev.next = newNode;
size++;
}
}
1.3尾插
就在链表的尾部插入，直接调用add方法在链表的size位置插入
public void addLast(int val){
add( size, val);
}
2.删(remove)
增删改查中，删除操作对于任何的数据结构都是最难的
2.1删除当前链表中索引为index的结点值
代码如下：
public int remove(int index){
if (rangeCheck(index)){
if (index == 0){
//删除头结点
Node x = head;
head = head.next;
x.next = null;
size--;
return x.val;
}else{
//删除的链表的中间结点
//找前驱
Node prev = head;
for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
prev = prev.next;
}
//prev就是待删除结点的前驱结点
Node node = prev.next;
prev.next = node.next;
node.next = null;
size--;
return node.val;
}
}
System.err.println("remove index illegal");
return -1;
}
private boolean rangeCheck(int index) {
if (index < 0 || index >= size){
return false;
}
return true;
}
2.2头删
代码如下：
public int removeFirst(){
return remove(0);
}
2.3尾删
代码如下：
public int removeLast(){
return remove(size - 1);
}
2.4删除当前链表中第一个值为value的节点
代码如下：
public void removeValueOnce(int val) {
if (head == null) {
System.err.println("链表位空，无法删除");
return ;
}
if (head.val == val) {
Node x = head;
head = head.next;
x.next = null;
size--;
} else {
Node prev = head;
while (prev.next != null) {
if (prev.next.val == val) {
Node node = prev.next;
prev.next = node.next;
node.next = null;
size--;
return;
}
prev = prev.next;
}
}
}
}
2.5删除当前链表中所有值为value的节点
代码如下：
public void removeAllValue(int val){
while (head != null && head.val == val) {
//头结点就是待删除结点
Node x = head;
head = head.next;
x.next = null;
size--;
}
//头结点一定不是待删除结点
//判空
if (head == null){
return;
}else {
Node prev = head;
while (prev.next != null) {
if (prev.next.val == val) {
Node node = prev.next;
prev.next = node.next;
node.next = null;
size--;
} else {
//只有当prev.next.next != val才能移动prev指针
prev = prev.next;
}
}
}
}
3.修改
代码如下：
/**
* 修改索引为index的结点值为newVal,返回修改前的值
* @param index
* @param newVal
* @return
*/
public int set(int index,int newVal){
if (rangeCheck(index)){
Node x = head;
for (int i = 0; i < index; i++) {
x = x.next;
}
int oldVal = x.val;
x.val = newVal;
return oldVal;
}
System.err.println("index illegal set error");
return -1;
}
private boolean rangeCheck(int index) {
if (index < 0 || index >= size){
return false;
}
return true;
}
4.查询
4.1查询当前链表第一个值为value的索引
public int getByValue(int val){
int index = 0;
for (Node x = head;x != null;x = x.next){
if(x.val == val){
//第一个值为val的节点
return index;
}
index++;
}
//说明当前链表中没有值为val的结点，返回-1
return -1;
}
4.2查询当前链表中是否存在值为value的节点
代码如下：
public boolean contains(int val){
int index = getByValue(val);
if (index == -1){
return false;
}
return true;
}
4.3查询当前链表中索引为index的结点值
代码如下：
public int get(int index){
//1·判断index的合法性
if (rangeCheck(index)){
Node x = head;
for (int i = 0; i < index; i++) {
x = x.next;
}
return x.val;
}
System.err.println("index illegal get error");
return -1;
}
private boolean rangeCheck(int index) {
if (index < 0 || index >= size){
return false;
}
return true;
}
三、总结
以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了什么是单链表，以及单链表的增删改查操作，希望对大家有所帮助，欢迎各位大佬指正。