单向链表 头插法尾插法

链表

链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个结点里存到下一个结点的地址。链表在存储数据结构的内存中有两块区域。一块区域用来存储数据，即数据域。一块区域用来记录下一个数据存在哪里，即指针域（指向下一个数据的指针）。所以单向链表的最后一个结点是指向NULL的。

相比数组的优缺点：

优点：在创建的时候不需要规定大小，创建就是动态的。

           内存不是连续的，可以充分利用一些碎片空间。

           链表在插入和删除数据的时候，时间复杂度为O(1)，相对有索引的数组要快很多。

缺点： 链表查找任何一个元素都需要从头结点遍历，时间复杂度为O(n),不如数组可以根据索引直              接定位。

总的来说链表的特点是：随机存储、顺序访问、线性表、链式存储结构。

单向链表 

即链表的连接方向是单向的。

单链表的两种创建方式：

头插法：插入的结点在头结点和第一个插入的结点中间。（即第一个插入的结点是尾结点）

尾插法：插入的结点在上一个插入的结点之后。（即最后插入的结点是尾结点）

代码测试

首先创建结点实例

public class PersonNode {
    //数据域
    int number;
    String name;

    //指针域  下一个结点的地址
    PersonNode next;

    public PersonNode (int number,String name){
            this.number=number;
            this.name=name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "PersonNode{" +
                "number=" + number +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", next=" + next +
                '}';
    }
}

单链表类

public class SingleLinkedList {
    //定义一个头结点  不存储数据结构，只用来存储链表的第一个元素
    private PersonNode head=new PersonNode(0,"");

    /**
      *  头插法
    　*/
    public   void headInsert(PersonNode node){
        //判断链表是否为空  为空则表明只有头结点 还是第一次插入
        if(head.next==null){
            head.next=node;
            return;
        }
        //如果链表不为空  即链表不是第一次插入，将node插入到head和head.next中间
        PersonNode temp=head.next;  //暂存head的下一个指向
        head.next=node; //将node插入到head节点后面
        node.next=temp; //将原本的head.next 插入到node后面
    }
    /**
      * 遍历链表
    　*/
    public  void LinkedList(){
        if(head.next==null){
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        PersonNode temp =head;
        while(temp.next!=null){
            System.out.println(head.next);
            temp.next=temp.next.next;
        }

    }
    /**
      *  尾插法
    　*/
    public void tailInsert(PersonNode node){
        if(head.next==null){
            head.next=node;
            return;
        }
        PersonNode temp=head;
        while(temp.next!=null){
            temp=temp.next;
        }
        temp.next=node;
    }
}

测试类

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        SingleLinkedList LinkedList=new SingleLinkedList();
        PersonNode p1=new PersonNode(1,"张三");
        PersonNode p2=new PersonNode(2,"张4");
        PersonNode p3=new PersonNode(3,"张5");
        PersonNode p4=new PersonNode(4,"张6");
//        System.out.println("测试头插法******");
//        LinkedList.headInsert(p1);
//        LinkedList.headInsert(p2);
//        LinkedList.headInsert(p3);
//        LinkedList.headInsert(p4);
//        LinkedList.LinkedList();
        System.out.println("测试尾插法****");
        LinkedList.tailInsert(p1);
        LinkedList.tailInsert(p2);
        LinkedList.tailInsert(p3);
        LinkedList.tailInsert(p4);
        LinkedList.LinkedList();

    }
}

运行结果

测试尾插法****
PersonNode{number=1, name='张三', next=PersonNode{number=2, name='张4', next=PersonNode{number=3, name='张5', next=PersonNode{number=4, name='张6', next=null}}}}
PersonNode{number=2, name='张4', next=PersonNode{number=3, name='张5', next=PersonNode{number=4, name='张6', next=null}}}
PersonNode{number=3, name='张5', next=PersonNode{number=4, name='张6', next=null}}
PersonNode{number=4, name='张6', next=null}

测试头插法******
PersonNode{number=4, name='张6', next=PersonNode{number=3, name='张5', next=PersonNode{number=2, name='张4', next=PersonNode{number=1, name='张三', next=null}}}}
PersonNode{number=3, name='张5', next=PersonNode{number=2, name='张4', next=PersonNode{number=1, name='张三', next=null}}}
PersonNode{number=2, name='张4', next=PersonNode{number=1, name='张三', next=null}}
PersonNode{number=1, name='张三', next=null}

从打印结果可以看出来

头插法打印时是倒序打印，第一个进去的结点是尾节点。

尾插法打印时是顺序打印，最后一个插入的结点是尾节点。

值得注意的是：不管链表是否为空，头指针都不为空。头节点可以没有，但头指针必须有。