手敲MyLinkedList，简单了解其运行逻辑

1.LinkedList的介绍和结构

        LinkedList的底层是双向链表结构，相对于之前的单向无头非循环链表来说，LinkedList最大的区别就是该链表可以增加了一条链接逻辑，可以从最后一个节点通过地址访问来到整个链表的头结点。

        通过以下集合框架，LinkedList也实现了List接口，具体如下：

        注意： 

        1. LinkedList 实现了 List 接口
        2. LinkedList 的底层使用了双向链表
        3. LinkedList 没有实现 RandomAccess 接口，因此 LinkedList 不支持随机访问
        4. LinkedList 的任意位置插入和删除元素时效率比较高，时间复杂度为 O(1)
        5. LinkedList 比较适合任意位置插入的场景

        1.1 LinkedList的结构 

        双向无头非循环链表的节点是由三部分构成的，用来存储数据的value域，存放下一个节点地址的next域，以及用来存放前一个节点地址的prev域，其节点和链表结构如下图所示；

                   

        简单要点如下： 

                   

2.无头双向非循环链表的实现

2.1 自定义MyLinkedList类

        1、建立一个Ilist接口，在里面构造mylinkedlist链表要实现的抽象方法；

public interface IList {//头插法void addFirst(int data);//尾插法void addLast(int data);//任意位置插入,第一个数据节点为0号下标void addIndex(int index,int data);//查找是否包含关键字key是否在单链表当中boolean contains(int key);//删除第一次出现关键字为key的节点void remove(int key);//删除所有值为key的节点void removeAllKey(int key);//得到单链表的长度int size();void clear();void display();
}

        无头双向非循环链表的节点是由三个属性（value域、prev域和next域构成的），同时也要在自定义MyLinkedList类里面使用内部类创建链表节点类，之后在链表类里面创建一个头结点head来代表当前链表的引用，同时创建一个节点last来表示当前链表的最后一个节点；同时让该自定义类实现我们之前创建的接口，接下来重写接口里面的方法，让其能够具体化； 

public class MyLinkedList implements IList {static class ListNode {public int value;public ListNode prev;public ListNode next;public ListNode(int value) {this.value = value;}}public ListNode head;public ListNode last;@Overridepublic void addFirst(int data) {}@Overridepublic void addLast(int data) {}@Overridepublic void addIndex(int index, int data) {}@Overridepublic boolean contains(int key) {return false;}@Overridepublic void remove(int key) {}@Overridepublic void removeAllKey(int key) {}@Overridepublic int size() {return 0;}@Overridepublic void clear() {}@Overridepublic void display() {}
}

2.2头插法 

        思路（图解如下）：

        1、如果是空链表（头节点head为null），则要添加的节点node就是头节点，也是尾节点.

        2、头节点不为null：

        2.1 将原先head的前驱节点指向新增节点位置，新增节点后驱节点指向head节点的位置，注意和新节点建立连接一定要从前往后建立；

        

        2.2 head指向新增节点位置（新的链表的第一个节点为head）。

@Overridepublic void addFirst(int data) {ListNode node = new ListNode(data);if (head == null){head = node;last = node;}else {node.next = head;head.prev = node;head = node;}}

         执行结果在2.3中；

2.3 遍历链表

        思路：与mysinglelist链表的相同，这里略；代码如下

@Overridepublic void display() {ListNode cur = head;while (cur != null){System.out.print(cur.value+"->");cur = cur.next;}System.out.println(" ");}public static void main(String[] args) {MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();myLinkedList.addFirst(1);myLinkedList.addFirst(0);
//        myLinkedList.addFirst(2);myLinkedList.display();}

        执行结果如下：

        

2.4尾插法        

        思路：

          1、如果是空链表（头节点head为null），则要添加的节点node就是头节点，也是尾节点.

          2、头节点不为null：

          2.1 将原先last的后驱节点（last.prev）指向新增节点（node）位置，新增节点前驱节点指向last节点的位置，注意和新节点建立连接一定要从前往后建立；

        2,2将node节点改为新的last节点；

        代码和测试结果如下：

@Overridepublic void addLast(int data) {ListNode node = new ListNode(data);if (head == null){head = node;last = node;}else {last.next = node;node.prev = last;last = node;}}
public static void main(String[] args) {MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();myLinkedList.addFirst(1);myLinkedList.addFirst(0);myLinkedList.display();myLinkedList.addLast(7);myLinkedList.addLast(8);myLinkedList.display();}

                    

2.5 链表长度

        对整个链表进行遍历，使用计数器进行记录遍历的次数，最后将计数器的值返回即可，下图代码是该方法的具体实现；

 @Overridepublic int size() {int count = 0;ListNode cur = head;while (cur != null){count++;cur=cur.next;}return count;}
public static void main(String[] args) {MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();myLinkedList.addFirst(1);myLinkedList.addFirst(0);myLinkedList.display();myLinkedList.addLast(7);myLinkedList.addLast(8);myLinkedList.display();System.out.println(myLinkedList.size());}

        测试结果如下：

        

2.6 任意位置插入

 思路：

        1、需要插入的位置必须为合法，如果不合法，我们会抛出一个异常进行提醒，所以首先自定义一个异常；

public class ListIndexOutOfException extends RuntimeException{public ListIndexOutOfException() {}public ListIndexOutOfException(String message) {super(message);}
}

         2、任意位置插入，首先分几种情况，插在开头，插在结尾，插在中间

        2.1 当插在链表开头和结尾时，可以使用头插法和尾差法

        2.2 如下图所示，按照z字形进行赋值和写代码；当插在其他的位置时，首先让cur走到index的位置（此处创建一个方法，找到index位置的节点并将这个节点定义为cur返回）（这时候就需要考虑将下一个节点加在index的位置时如何处理建立连接的顺序）；其次注意建立连接的时候，一定要先建立原index前的节点和node节点添加节点的连接，其次再建立添加节点（node）和原index节点的连接，链表图解如下：

         具体方法代码如下：

@Overridepublic void addIndex(int index, int data) {ListNode node = new ListNode(data);if(index < 0 || index > size()) {//抛自定义的异常throw new ListIndexOutOfException("你当前输入的索引有问题");}if(index == 0) {addFirst(data);return;}if(index == size()) {addLast(data);return;}ListNode cur = findIndex(index);node.next = cur;cur.prev.next = node;node.prev = cur.prev;cur.prev = node;}private ListNode findIndex(int index) {ListNode cur = head;while (index != 0){index--;cur = cur.next;}return cur;}
public static void main(String[] args) {MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();myLinkedList.addFirst(1);myLinkedList.addFirst(0);myLinkedList.display();myLinkedList.addLast(7);myLinkedList.addLast(8);myLinkedList.display();System.out.println(myLinkedList.size());myLinkedList.addIndex(3,99);myLinkedList.display();}

2.7 查找关键字

        对链表进行遍历，然后将关键字key和链表数值进行比较，如果存在key关键字则返回true；反之则返回false；

        方法具体实现的代码如下：

 @Overridepublic boolean contains(int key) {ListNode cur = head;while (cur != null) {if (cur.value == key) {return true;}cur = cur.next;}return false;} 
public static void main(String[] args) {MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();myLinkedList.addFirst(1);myLinkedList.addFirst(0);myLinkedList.addLast(7);myLinkedList.addLast(8);myLinkedList.addIndex(3,99);myLinkedList.display();System.out.println(myLinkedList.contains(1));}

         测试代码和执行结果如下：

2.8删除第一个关键字为key的节点

        思路：

        1、链表为空链表，不用操作；
        2、删除数据在第一个：首先让cur节点移动到第二个节点，其次判断新的链表是否只有一个节点

        2.1 如果只剩下cur这个节点，则让head指向null，让last指向null

        2.2让cur这个节点的prev指向null，其他的不变


        3、没有你要删除的数据，不用操作
        4、有你要删除的数据且不是第一个（cur节点是要删除的节点）

        4.1 删除数据最后一个：让last节点往前移一个单位

        4.2删除的数据不是最后一个：首先让cur的前一个节点的next域直接存cur下一个节点的地址，其次让cur下一个节点的prev域存放cur前一个节点的地址

        代码如下：

    @Overridepublic void remove(int key) {ListNode cur = head;while (cur != null) {if (cur.value == key){if(cur == head) {//整个链表的头结点为要删除的节点head = head.next;//head == nullif(head == null) {last = null;}else {head.prev = null;}}else {//链表的其他节点是要删除的cur.prev.next = cur.next;if(cur.next == null) {//要删除的是最后一个节点last = last.prev;}else {cur.next.prev = cur.prev;}}return;}else {cur =cur.next;}}}

2.9删除所有值为key的节点

        与删除第一次出现关键字为key的节点几乎是一模一样的；我们只需要遍历完整个链表，将return删掉就好。

        代码如下：

 @Overridepublic void removeAllKey(int key) {ListNode cur = head;while (cur != null) {if (cur.value == key){if(cur == head) {//整个链表的头结点为要删除的节点head = head.next;//head == nullif(head == null) {last = null;}else {head.prev = null;}}else {//链表的其他节点是要删除的cur.prev.next = cur.next;if(cur.next == null) {//要删除的是最后一个节点last = last.prev;}else {cur.next.prev = cur.prev;}}}cur =cur.next;}}

2.10清空链表

        1、只需要遍历整个链表，将每个节点的前驱与后继节点都置为null就好

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

         2、将链表的首节点和为节点指向null即可；

 public void clear() {head = null;last = null;}

 ps：本次内容就到这里了，如果你喜欢的话就请一键三连！！！

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