链表的介绍（基于java实现）

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一、链表是什么？

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 。

二、链表相关操作

1.创建链表

代码如下（示例）：无头结点的单向链表创建

static class Node {
        public int val;  //存储的数据
        public Node next;  //存储下一个节点的地址
        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
        public Node head; // 当前列表的头节点  

    public void createLink() {
        Node node1 = new Node(12);
        Node node2 = new Node(22);
        Node node3 = new Node(32);
        Node node4 = new Node(42);
        node1.next = node2;
        node2.next = node3;
        node3.next = node4;
        head = node1;  //head是头 ，指向了node1对象
    }  //创建列表

2.链表的相关操作

2.1 链表的遍历

代码如下（示例）：

    public void display() {
        Node cru = head;  //防止head走完 链表不知道头节点
        while (cru != null) {   //如果用的head.next !=null; 那么就会不打印尾节点的值
            System.out.print(cru.val + "  ");
            cru = cru.next;  
        }
    }

2.2 获取链表的长度

代码如下（示例）：

    public int size() {
        int count = 0;  //计数器
        Node cru = head;  //定义局部的cru对象遍历，以防止head头结点遍历完后影响后续链表操作
        while (cru != null) {
            count++;
            cru = cru.next;
        }
        return count;
    }

2.3 头插法插入元素

代码如下（示例）：

    public void addFirst(int data) {
        Node node = new Node(data);  //首先创建个节点
        node.next = head;           //将原来的头节点址给新创建的结点连接
        head = node;                //将新创建的结点设置为新的头结点
    }

2.4 尾插法插入元素

代码如下（示例）：（因其需要遍历寻找尾结点，较复杂于头插法）

       public void addFinal(int data) {
        Node node = new Node(data);
        if (head == null) {         //若头结点为空，则头尾相同，可直接将该结点插入
            head = node;
            return;
        }
        Node cru = head;           
        while (cru.next != null) {   //一直遍历到找到尾结点
            cru = cru.next;
        }
        cru.next = node;        
    }

2.5 任意位置的插入

代码如下（示例）：
2.5.1 找到插入位置

//因为其为单向链表，需要先找到插入位置的前一个元素位置，后续进行插入操作
     private Node findIndexSubone(int index) {  //走到插入结点的前一位
        Node cru = head;
        int count = 0;
        while (count != index - 1) {
            cru = cru.next;
            count++;
        }
        return cru;
    }      

2.5.2 检查位置的合法性

//需要先进行检查插入的位置是否合法，若不合法就抛出异常
      private void checkIndex(int index) throws indexOutofException{
        if (index < 0 || index > size()) {
            throw new indexOutofException("index位置不合法");
        }
    };
       
    public class indexOutofException extends  RuntimeException{
    public indexOutofException() {
    }

    public indexOutofException(String message) {
        super(message);
    }
} 

2.5.3 进行插入操作

    public void addIndex(int index, int data) throws indexOutofException{
        checkIndex(index);           //首先进行位置合法性的检查
        if (index == 0) {            //插入位置为头，直接头插法
            addFirst(data);
            return;
        }
        if (index == size()) {    //插入位置为头，直接尾插法
            addFinal(data);
            return;
        }
        Node cru = findIndexSubone(index);  //找寻插入位置的前一位
        Node node = new Node(data);
        node.next = cru.next;                //进行插入操作
        cru.next = node;
    }
} 

总结

本文介绍了单向链表的一些常见操作，用java实现了部分功能，对我们学习掌握数据结构很有帮助。