目录

一、前言

二、实现

2.1 类的创建

三、对链表操作实现

3.1 打印链表

3.2 插入数据

3.2.1 申请新节点

3.2.2 头插

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3.2.3 尾插

3.2.4 链表长度

3.2.5 任意位置插入

3.3 删除数据

3.3.1 头删

3.3.2 尾删

3.3.3 删除指定位置数据

3.3.4 删除指定数据

3.3.5 删除所有指定数据 

3.3.6 删除链表 

四、LinkedList

4.1 什么是 LinkedList

4.2 LinkedList 的使用

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4.2.1 LinkedList的构造方法

4.2.2 常用方法

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五、ArrayList和LinkedList的区别

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一、前言

更详细的理论请移步笔者的另一文章

http://t.csdnimg.cn/4Mtne

二、实现

2.1 类的创建

双向链表就是在单链表的基础上加上了一个 prev，存放上一个节点的地址

public class MyLinkedList {//    自己实现双向链表static class ListNode {int val;ListNode prev;//前ListNode next;//后public ListNode(int val) {this.val = val;}}ListNode head = null;//头ListNode last = null;//尾
}

需要什么方法在后续再补充

三、对链表操作实现

3.1 打印链表

可正序打印

也可逆序打印

 public void printHead() {//正序打印ListNode cur = this.head;if (cur == null) {System.out.println("当前链表为空!");return;}while (cur != null) {System.out.println(cur.val);cur = cur.next;}}public void printLast(){//逆序打印ListNode cur = this.last;if(cur == null){System.out.println("当前链表为空!");return;}while (cur != null) {System.out.println(cur.val);cur = cur.prev;}}

3.2 插入数据

3.2.1 申请新节点

   public ListNode buyNode(int data) {
//    申请新节点ListNode newnode = new ListNode(data);return newnode;}

3.2.2 头插

链表为空就让链表的 head 和 last 都等于这个新节点

若链表不为空

原头节点的 prev 保存新插入节点的地址

新插入节点的 next 保存原头节点的地址

新插入节点成为新的头节点

 public void addFirst(int data) {//头插if (this.head == null) {this.head = buyNode(data);this.last = this.head;return;}ListNode newnode = buyNode(data);newnode.next = this.head;//新插入节点的 next 保存原头节点的地址this.head.prev = newnode;//原头节点的 prev 保存新插入节点的地址this.head = newnode;//新插入节点成为新的头节点}

测试

 public static void main(String[] args) {MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();linkedList.addFirst(1);linkedList.addFirst(2);linkedList.addFirst(3);linkedList.addFirst(4);linkedList.printHead();System.out.println("==============");linkedList.printLast();}

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3.2.3 尾插

链表为空就让链表的 head 和 last 都等于这个新节点

若链表不为空

last.next 保存新插入节点的地址

新插入节点的 prev 保存 last 的地址

新插入节点成为 last 

public static void main(String[] args) {MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();linkedList.addLast(5);linkedList.addLast(6);linkedList.addLast(7);linkedList.addLast(8);linkedList.printHead();System.out.println("==============");linkedList.printLast();}

测试

public static void main(String[] args) {MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();linkedList.addLast(5);linkedList.addLast(6);linkedList.addLast(7);linkedList.addLast(8);linkedList.printHead();System.out.println("==============");linkedList.printLast();}

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3.2.4 链表长度

 public int size() {//返回链表节点个数ListNode cur = this.head;int count = 0;while (cur != null) {count++;cur = cur.next;}return count;}

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3.2.5 任意位置插入

插入时需要检查坐标的合法性

合法区间是[0,size()]

指定位置合法后

新节点的 prev 存储原位置节点 prev 的地址

新节点的 next 存储原位置节点的地址

原位置的 prev 存储为新节点的地址

原位置前一节点的 next 存储为新节点的地址

为方便观察修改一下打印方法

  public void printHead() {//正序打印ListNode cur = this.head;if (cur == null) {System.out.println("当前链表为空!");return;}while (cur != null) {System.out.print(cur.val + " ");cur = cur.next;}}public void printLast() {//逆序打印ListNode cur = this.last;if (cur == null) {System.out.println("当前链表为空!");return;}while (cur != null) {System.out.print(cur.val + " ");cur = cur.prev;}}

测试

 public static void main(String[] args) {MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();linkedList.addLast(5);linkedList.addLast(6);linkedList.addLast(7);linkedList.addLast(8);linkedList.printHead();System.out.println();System.out.println("==========");linkedList.addAny(1, 99);linkedList.addAny(2, 199);linkedList.addAny(3, 299);linkedList.addAny(0, 122);linkedList.addAny(linkedList.size(), 999);linkedList.printHead();}

 

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3.3 删除数据

3.3.1 头删

由于此处是基础数据类型

不需要对节点中存储的数据进行置空

如果存储的是引用数据类型就需要置空

将原头节点置空

头节点的下一个节点成为新的头节点

新的头节点的 prev 需要置空

  public void removeFirst() {//头删if (this.head == null) {System.out.println("当前链表为空！");return;}ListNode tmp = this.head.next;
//        this.head.val = null;//由于此处是基础数据类型 不需要对节点中存储的数据进行置空 如果存储的是引用数据类型就需要置空this.head = null;this.head = tmp;if(this.head == null){this.last = null;}else {this.head.prev = null;//新的头节点的 prev 需要置空}}

测试

  public static void main(String[] args) {MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();linkedList.addFirst(1);linkedList.addFirst(2);linkedList.addFirst(3);linkedList.addFirst(4);linkedList.printHead();linkedList.removeFirst();System.out.println();linkedList.printHead();linkedList.removeFirst();System.out.println();linkedList.printHead();linkedList.removeFirst();System.out.println();linkedList.printHead();linkedList.removeFirst();System.out.println();linkedList.printHead();}

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3.3.2 尾删

由于此处是基础数据类型

不需要对节点中存储的数据进行置空

如果存储的是引用数据类型就需要置空

尾节点的前一个节点成为新的尾节点

新的尾节点的 next 需要置空

   public void removeLast() {//尾删if (this.last == null) {System.out.println("当前链表为空！");return;}
//        this.last.val = null;由于此处是基础数据类型 不需要对节点中存储的数据进行置空 如果存储的是引用数据类型就需要置空ListNode tmp = this.last.prev;this.last = null;this.last = tmp;if(this.last == null){this.head = null;}else {this.last.next = null;//新的尾节点的 next 需要置空}}

测试

    public static void main(String[] args) {MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();linkedList.addFirst(1);linkedList.addFirst(2);linkedList.addFirst(3);linkedList.addFirst(4);linkedList.printHead();linkedList.removeLast();System.out.println();linkedList.printHead();linkedList.removeLast();System.out.println();linkedList.printHead();linkedList.removeLast();System.out.println();linkedList.printHead();linkedList.removeLast();System.out.println();linkedList.printHead();}

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3.3.3 删除指定位置数据

删除时需要检查坐标的合法性

合法区间是[0,size())

将删除位置前节点的 next 保存为删除节点位置后节点的地址

将删除位置后节点的 prev 保存为删除节点位置前节点的地址

  public void removeAny(int index) {if (this.head == null) {System.out.println("当前链表为空！");return;}if (index < 0 && index >= this.size()) {throw new IndexillegalityException("下标不合法！");}if (index == 0) {removeFirst();return;} else if (index == size() - 1) {removeLast();return;}ListNode cur = this.head;while (index != 0) {//找要删除的节点cur = cur.next;index--;}cur.prev.next = cur.next;cur.next.prev = cur.prev;cur = null;}

测试

 public static void main(String[] args) {MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();linkedList.addFirst(1);linkedList.addFirst(2);linkedList.addFirst(3);linkedList.addFirst(4);linkedList.printHead();System.out.println();linkedList.removeAny(1);linkedList.printHead();System.out.println();linkedList.removeAny(1);linkedList.printHead();System.out.println();linkedList.removeAny(1);linkedList.printHead();System.out.println();linkedList.removeAny(1);linkedList.printHead();System.out.println();}

抛了一个空指针异常

说明在链表只剩下一个节点的时候需要特殊处理

    public void removeAny(int index) {if (this.head == null) {System.out.println("当前链表为空！");return;}if (index < 0 && index >= this.size()) {throw new IndexillegalityException("下标不合法！");}if (index == 0) {removeFirst();return;} else if (index == size() - 1) {removeLast();return;}ListNode cur = this.head;while (index != 0) {//找要删除的节点cur = cur.next;index--;}if(cur == null ){//判断是否只有一个节点//cur在移动后如果等于空，就说明一定只剩下一个节点this.last = null;this.head = null;}else {cur.prev.next = cur.next;cur.next.prev = cur.prev;cur = null;}}

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3.3.4 删除指定数据

将删除位置前节点的 next 保存为删除节点位置后节点的地址

将删除位置后节点的 prev 保存为删除节点位置前节点的地址

对头和尾做单独处理

 public void removeData(int data){//删除指定数据if (this.head == null) {System.out.println("当前链表为空！");return;}ListNode cur = this.head;while (cur != null){if(cur.val == data){if(cur == head){removeFirst();return;}else if(cur == last){removeLast();return;}else {cur.prev.next = cur.next;cur.next.prev = cur.prev;}}cur = cur.next;}System.out.println("当前链表中没有您要删除的数据");}

测试

 public static void main(String[] args) {MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();linkedList.addFirst(1);linkedList.addFirst(2);linkedList.addFirst(3);linkedList.addFirst(4);linkedList.printHead();System.out.println();linkedList.removeData(4);linkedList.printHead();System.out.println();linkedList.removeData(3);linkedList.printHead();System.out.println();linkedList.removeData(2);linkedList.printHead();System.out.println();linkedList.removeData(1);linkedList.printHead();}

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3.3.5 删除所有指定数据 

将链表中所有节点值等于 data 的节点全部删除

将3.3.4 的方法中进行删除后继续遍历链表

遇到节点值为 data 的继续删除即可

  public void removeDataAll(int data){//删除所有节点值为data的节点if (this.head == null) {System.out.println("当前链表为空！");return;}boolean flg = false;ListNode cur = this.head;while (cur != null){if(cur.val == data){flg = true;if(cur == head){removeFirst();}else if(cur == last){removeLast();}else {cur.prev.next = cur.next;cur.next.prev = cur.prev;}}cur = cur.next;}if(!flg){System.out.println("当前链表中没有您要删除的数据！");}else {System.out.println("删除成功！");}}

测试

public static void main(String[] args) {MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();linkedList.addFirst(4);linkedList.addFirst(4);linkedList.addFirst(4);linkedList.addFirst(4);linkedList.addFirst(2);linkedList.addFirst(1);linkedList.addFirst(5);linkedList.addFirst(6);linkedList.addFirst(4);linkedList.printHead();System.out.println();linkedList.removeDataAll(4);linkedList.printHead();System.out.println();}

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3.3.6 删除链表 

即将所有节点全部删除

让每个节点的 next ,prev 都置空

  public void clear(){//删除整个链表if (this.head == null) {System.out.println("当前链表为空！");return;}ListNode cur = this.head;while (cur!= null){
//            cur.val = null;如果是引用数据类型就需要置空ListNode tmp = cur.next;cur.next = null;cur.prev = null;cur = tmp;}this.head = null;this.last = null;}

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四、LinkedList

Java 中已经封装好了 LinkedList 类

4.1 什么是 LinkedList

LinkedList 官方文档 https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/LinkedList.html

    public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();LinkedList<Number> linkedList2 = new LinkedList<>();}

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4.2.2 常用方法

方法	功能
boolean add (E e)	尾插 e
void add (int index, E element) 将 e 插入到 index 位置	将 e 插入到 index 位置
boolean addAll (Collection<? extends E> c)	尾插 c 中的元素
E remove (int index)	删除 index 位置元素
E get (int index)	获取下标 index 位置元素
E set (int index, E element)	将下标 index 位置元素设置为 element
void clear ()	清空
boolean contains (Object o)	判断 o 是否在线性表中
int indexOf (Object o)	返回第一个 o 所在下标
int lastIndexOf (Object o)	返回最后一个 o 的下标
List<E> subList (int fromIndex, int toIndex)	截取部分 list
……	……

这里只说说 addAll 和 subList

 public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();linkedList.add(new Integer(2));linkedList.add(new Integer(3));linkedList.add(new Integer(4));linkedList.add(new Integer(5));System.out.println(linkedList);List<Integer> list2 = linkedList.subList(1,3);System.out.println(list2);linkedList.set(1,10);System.out.println(list2);}

与 ArrayList 实现的 subList

subList 只是将对应区间的地址截取出来返回

而不是产生新的对象返回

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与 ArrayList 实现的 addAll 类似

形参 c 的类型必须是实现了 Collection 接口 

且其中存放的数据必须是 E 本身或 E 的子类

 public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();linkedList.add(new Integer(2));linkedList.add(new Integer(3));linkedList.add(new Integer(4));linkedList.add(new Integer(5));LinkedList<Number> linkedList2 = new LinkedList<>(linkedList);System.out.println(linkedList);System.out.println(linkedList2);}

五、ArrayList和LinkedList的区别

不同点	ArrayList	LinkedList
存储空间上	物理上一定连续	逻辑上连续，但物理上不一定连续
随机访问	支持 O(1)	不支持： O(N)
头插	需要搬移元素，效率低 O(N)	只需修改引用的指向，时间复杂度为 O(1)
插入	空间不够时需要扩容	没有容量的概念
应用场景	元素高效存储 + 频繁访问	任意位置插入和删除频繁