java实现单链表

链表是java数据结构中一种很基础很常见却也很重要的数据结构，JDK中许多内置jar包基于单链表实现，比如像我们熟悉的linkedList等，为什么要使用链表呢？

我们知道java中很多集合的底层是基于数组实现的，数组有一个很重要的结构就是索引，通过索引可以快速定位数据，并对数据进行删除等操作，但问题是，我们的业务中，数组有自身的局限性，如果知道索引还好，如果不知道索引就需要一个个遍历查找，然后再进行操作，假如是删除一个数据，对于数组来说，要进行的操作是：根据索引定位到数据，然后删除这条数据，然后数组中的数据进行重新位置的移动，平均来看，这个时间复杂度应该是2logN，尤其是重新调整位置使得性能开销较大，

我们看看下面这张链表的图：

在这里插入图片描述

链表的结构很简单，就是一个个节点连接在一起，形成一个完整的链条，每个节点包含2部分，数据域，和一个指向下一个节点引用的指针next,具体的更详细的大家可以参考相关资料解释，再说说删除操作，同样需要找到数据所在的位置，然后进行删除，不同的是，删除的时候，链表只需要改变一下前后节点的引用关系即可，就完成了节点的删除，而没有像数组那样触发一次全部数据的移动，从这个描述来看，链表在进行删除的时候，速度比数组快，

链表的分类有很多种，比如单链表，双端链表，双向链表，单向链表等，下面说说单链表的具体实现，单链表是其他链表的基础，掌握了单链表实现其他的就好理解了，下面直接上代码，可以结合注释看，

class ListNode<T> {private int foot;		//根节点索引位置private int count;		//代表链表程度private Node root;		//标识根节点//链接点类,内部方法实现，外部使用private class Node{private T data;		//数据信息private Node next;	//下一个节点引用public Node(T data) {this.data = data;}//添加节点private void add(T data){if(this.next == null){this.next = new Node(data);		//如果当前节点的next为null,直接创建一个新的节点}else {this.next.add(data);			//否则进行递归调用，直到最后在某个为空的节点创建一个新节点}}//删除节点1public void remove(Node previous, int index){if(ListNode.this.foot++ == index){previous.next = this.next;	//this表示当前要删除的节点this.next = null;	ListNode.this.count--;return;}else{this.next.remove(this,index);	//递归删除}}//删除节点2 public void remove(Node previous, T data){if(this.data.equals(data)){previous.next = this.next;this.next = null;ListNode.this.count--;return ;}else{if(this.next != null){this.next.remove(this,data);}else{return;}}}//修改数据  -- 新数据替换旧数据public void replace(T oldData,T newData){if(this.data.equals(newData)){this.data = newData;}else{this.next.replace(oldData, newData);  //递归修改，寻找当前节点下一个节点，直到某个节点的值匹配入参}}//修改数据  -- 利用索引修改public void replace(int index,T newData){if(ListNode.this.foot++ == index){	//找到了某个值的索引和传入的索引相同，直接替换this.data = newData;}else{this.next.replace(index, newData);}}//查询public T get(int index){if(ListNode.this.foot++ == index){return this.data;}else{return this.next.get(index);}}//链表是否包含某个节点public boolean contains(T data){if(this.data.equals(data)){	//如果当前的这个data正好和传入的data匹配return true;}else{//如果当前的这个不匹配，则需要查找下一个节点if(this.next == null){return false;}else{return this.next.contains(data);}}}}public ListNode() {}//检查链表是否为空public boolean isEmpty(){if(count == 0 || this.root == null){return true;}else{return false;}}//获取链表的长度public int size(){return this.count;}//添加public void add(T data){if(this.isEmpty()){ //如果链表为空，新建一个节点this.root = new Node(data);}else{this.root.add(data);}this.count++;}//删除  -- 按照索引删除public void remove(int index){if(this.isEmpty()){return;}if(index < 0 || this.count <= index){return ;}if(index == 0){	//想要删除根节点Node temp = this.root;this.root = this.root.next;temp.next = null;this.count--;return ;}else{this.foot = 0;this.root.remove(this.root, index);}}//根据传入的数值删除public void remove(T data){if(this.isEmpty()){return;}if(this.root.data.equals(data)){	//如果删除的正好是根节点Node temp = this.root;this.root = this.root.next;temp.next = null;this.count--;return ;}else{this.root.remove(this.root, data);}}//修改  -- 根据索引修改public void replace(int index,T newData){if(this.isEmpty()){return;}if(index < 0 || this.count <= index){return ;}this.foot = 0;this.root.replace(index, newData);}//修改 -- 新老数据替换public void replace(T oldData,T newData){if(this.isEmpty()){return;}this.root.replace(oldData, newData);}//查询 --- 根据索引查找public T get(int index){if(this.isEmpty()){return null;}this.foot = 0;return this.root.get(index);}//是否包含public boolean contains(T data){if(this.isEmpty()){return false;}return this.root.contains(data);}//打印  toArraypublic Object[] toArray(){if(this.isEmpty()){return null;}int count = this.count;Object[] retVal = new Object[count];for(int i=0;i<count;i++){retVal[i] = this.get(i);}return retVal;}
}

下面是测试代码，

public static void main(String[] args) {ListNode<String> myList = new ListNode<String>();myList.add("a");myList.add("b");myList.add("c");myList.add("d");myList.add("e");myList.add("f");System.out.println("第三个元素是:" + myList.get(3));myList.remove(3);System.out.println("删除之后，第三个元素是:"+myList.get(3));System.out.println("-----------替换之后--------");myList.replace(1, "b11");System.out.println(myList.get(1));}