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数据结构之LinkedList底层代码全方位细节实现!

时间:2024-03-17 16:00:27浏览次数:17  
标签:head ListNode cur next 链表 key 底层 数据结构 LinkedList

题外话

我很想发点nb的知识,但是路得一步一步走,饭也得一点一点吃,所以说

不积跬步无以至千里,不积小流无以成江海!!!

大家一起努力,未来属于我们!!

正题

理解链表

相信大家看到这都应该明白链表,那就简单讲下链表组成

今天实现LinkedList底层,LinkedList是一个双向链表,但是咱们这里其实是带头结点的单向链表,带头结点的单向链表中有三个很关键的变量,val和next,还有head

val是当前记录节点值的,而next是记录下一个节点的地址,将每一个节点通过逻辑连续联系在一起,这里可以理解为手拉手,但凡有一个人(节点)没有和后一个人拉手,就会导致无法找到后一个人

这里我们用的是静态内部类去表示节点,每一个节点都是LinkNode类型,所以存储地址的时候,next也应该是LinkNode类型,而头结点head是整个链表里的唯一关联链表元素,并非普通节点,就相当于我们需要通过一个首领去找到这个队伍的每个人,head就担当这样的首领

如果对链表不是很清晰可以看看下图,我用枚举法简单构造了一个带头节点的单向链表

代码实现

public class LinkedListBottom {
    //定义一个静态内部类,表示节点,静态内部类对象不需要通过外部类的引用而获得
    static class  ListNode
    {
        int val;
        public ListNode next;

        public ListNode(int val) {
            this.val=val;
        }
    }
    //头结点不在节点里面,而是在链表里面,所以不定义在静态内部类里
    public ListNode head;

    //遍历链表
    public void display() {
        //不能改变head的职位,所以将head赋值给cur
        ListNode cur=this.head;
        //当cur不为空的时候打印cur的值,并继续指向下一节点
        while (cur!=null)
        {
            System.out.print(cur.val+" ");
            cur=cur.next;
        }
    }

  
 //头插法
    public void addFirst(int data){
        //创建一个节点cur,并利用构造函数让val=data
        ListNode node=new ListNode(data);
        //如果头结点为空,直接放入头结点,否则把cur放入头结点之前,在让头结点指向cur
        if (head==null)
        {
            this.head=node;

        }
        else {
            node.next = this.head;
            this.head = node;
        }
  }
 //尾插法
    public void addLast(int data){
        //创建当前插入对象
        ListNode node=new ListNode(data);
        //不改变头结点位置,创建cur,让head赋值cur
        ListNode cur=head;
        //如果链表没有元素则直接插入元素node,否则先找到最后一个元素,在后面插入node
        if(head==null)
        {
            this.head=node;
        }
        else {
            while (cur.next!=null)
            {
                cur=cur.next;
            }
            cur.next=node;
        }
}
 //任意位置插入
    public void addIndex(int index,int data){
        //先给出cur,让head赋值给cur,确保head位置不变
        ListNode cur=this.head;
        //创建node对象,将data赋值
        ListNode node=new ListNode(data);
        //如果插入位置比0小,插入位置比整个元素数量都长,就直接返回
        if (index<0||index>size())
        {
            return;
        }
        //如果插入位置为0,也就相当于头插法
        if (index==0)
        {
            addFirst(data);
        }
        //如果插入位置在末尾,也就相当于尾插法
        if(index==size())
        {
            addLast(data);
            return;
        }
        //假设插入第三个位置,只需要找到第二个位置的元素
        while (index-1!=0)
        {
            index--;
            cur=cur.next;
        }
        //index-1=0,就说明已经到了插入位置的前一个位置,
        node.next= cur.next;
        cur.next=node;
}
 //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    public boolean contains(int key){
        ListNode cur=this.head;
        while(cur!=null)
        {
            if (cur.val==key)
            {
                return true;
            }
            cur=cur.next;
        }
    return false;
 }
//删除第一次出现关键字为key的节点
    public void remove(int key){
        //分析可能出现的情况:
        //1.链表为空
        //2.头结点位置找到key
        //3.除了头结点的位置找到key
        //4.找不到要删除的元素
        //先把head赋值cur
        ListNode cur=this.head;
        //链表为空
        if (cur==null)
        {
            System.out.println("链表为空!!");
            return;
        }
        if (head.val==key)
        {
            head=head.next;
            System.out.println("删除成功!!");
            return;
        }
        while(cur.next!=null) {
            if (cur.next.val == key) {
                cur.next = cur.next.next;
                System.out.println("删除成功!!");
                return;
            } else {
                cur = cur.next;
            }
        }

                System.out.println("链表没有要删除的元素!!");



 }
    //删除所有值为key的节点
    public void removeAllKey(int key){
        //链表为空的情况!
        if (head==null)
        {
            System.out.println("链表为空!!");
            return;
        }
        //将head给到pre,让pre成为cur的前驱,而cur是pre后继
        ListNode pre=head;
        ListNode cur=pre.next;
    //cur不为空时,判断除头结点以外的元素val是否等于key
    while (cur!=null)
    {
        //如果cur.val==key的话,就让pre的next指向cur的下一个节点,让cur指向下一个节点,完成删除
        if (cur.val==key)
        {
            pre.next=cur.next;
            cur=cur.next;
        }
        else {
            pre=cur;
            cur = cur.next;
        }
    }
    //最后再看头结点val是不是等于key,然后删除头结点就可以了
    if (head.val==key)
    {
        head=head.next;
    }
        System.out.println("已删除完成!!");
    }
    //得到单链表的长度
    public int size(){
        ListNode cur=this.head;
        int count=0;
        while(cur!=null)
        {
            count++;
            cur=cur.next;
        }
        return count;

    }

    public void clear(){
        //最简单粗暴方法头结点为空!!
        //但是这里咱们细节一点点,让每一个节点都为空!
        //先让head赋值cur
            ListNode cur=head;
            //cur不为空的全部为空
            while(cur!=null)
            {
                //提前让curNext为cur的下一个节点
                ListNode curNext=cur.next;
                //然后让cur的next为null
                cur.next=null;
                //因为已经先记录了curNext,所以直接赋给cur就可以了
                cur=curNext;
            }
            //最后让头结点为null
            head=null;
    }
}

小结

今天内容就这么多,希望大家多多支持!!!

标签:head,ListNode,cur,next,链表,key,底层,数据结构,LinkedList
From: https://blog.csdn.net/weixin_67836079/article/details/136783336

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