线性表（1）

线性表即“把所有数据按照顺序（线性）的存储结构方式，存储在物理空间”。

线性表又分为

顺序表
链表

单向链表
双向链表

一、顺序表

数据依次存储在连续的物理空间中，就比如数组。

顺序表存储数据时，会提前申请一整块足够大小的内存，然后将数据依次存储起来，元素的存储空间在内存中是连续存在的。

顺序表的优点：

内存地址连续，数组元素进行遍历时，速度快。
根据下标，查找指定位置的元素时，速度快。（时间复杂度为 O(1) ）

顺序表的缺点：

长度固定，使用前需要预估长度。
插入删除元素时，时间复杂度相对较高。(时间复杂度为 O(n) )

二、链表

与顺序表不同，链表不限制数据的物理存储位置，使用链表存储的数据元素，其物理存储位置是随机的。

链表中每个数据的存储都由以下两部分组成：

数据元素本身，其所在的区域称为数据域；
指向直接后继元素的指针，所在的区域称为指针域

链表的优点：

使用链表结构，不需要提前预估长度，可以克服数组需要预先知道数据长度的缺点
链表使用不连续的内存空间，可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理

链表的缺点：

链表相比于数组会占用更多的空间，因为链表中每个节点中，除了存放元素本身，还有存放指向其他节点的指针
不能随机读取元素（RandomAccess）
遍历和查找元素的速度比较慢

链表又分为：

单向链表
双向链表
循环链表
双向循环链表

（1）单向链表

1、单向链表的节点定义

//单向链表的节点定义
static class Node<E>{E item;//元素值Node<E> next;//后继节点（指针域）public Node(E data){this.item=data;}
}

2、链表的遍历

//	链表的遍历@Overridepublic String toString() {StringJoiner sj=new StringJoiner("->");//从首元素开始遍历for(Node<E> n=first;n!=null;n=n.next) {sj.add(n.item.toString());}return sj.toString();}

3、头插法

其主要思想为在原链表的头部添加一个新元素，我们只需要创建出一个新元素，然后让这个新元素的后继节点指向原来的头结点。

public class Linked<E>{//头节点Node<E> first;//尾节点Node<E> last;//添加新元素（头插法）public  void addfirst(E item){final Node<E> newfirst=new Node<E>(item);//创建出新的头节点final Node<E> f=first;//将原来的头节点存储起来first=newfirst;//将新创建的新的节点赋给头节点if(f==null) {last=newfirst;//如果这个链表为空时，它的头节点和尾节点都为所要添加的这个新节点}else {newfirst.next=f;//如果链表不为空，则新节点的后继节点指向原来的头节点}}
}

4、尾插法

其主要思想是在原链表的尾部添加一个节点，使得原来的尾节点的后继节点指向新添加的这个新节点

//	尾插法public void addlast(E item) {final Node<E> newlast=new Node<E>(item);final Node<E> l=last;//将原来的尾节点存储起来last=newlast;//将创建的新的节点赋给尾节点if(l==null) {first=newlast;}else {l.next=newlast;//如果链表不为空，则原尾结点的后继节点指向新节点}}

5、删除头结点

其主要思想是删除旧的头节点，再将旧的头节点的后继节点作为新的头节点

//	删除头结点public void delfirst() {final Node<E> f=first;//先保存头节点final Node<E> next=f.next;//拿到头节点的后继节点f.item=null;//删除旧的头节点f.next=null;first=next;//设置新的头节点if(next==null) {//单向链表为空，则尾结点为nulllast=null;}}

（2）循环链表

循环链表 其实是一种特殊的单链表，和单链表不同的是循环链表的尾结点不是指向 null，而是指向链表的头结点。

循环链表2.png

（3）双向链表

双向链表.png

1、双向链表的节点类

static class Node<E>{E item;//数据域Node<E> prev;//前驱节点Node<E> next;//后继节点//		构造方法public Node(E element,Node<E> prev,Node<E> next) {this.item=element;this.next=next;this.prev=prev;}

2、双向链表的头插法

双向链表在头插法时，其新加入的节点的前驱节点指向null，后继节点指向原来的头节点

    Node<E> first;Node<E> last;int size=0;public  void addfirst(E item) {final Node<E> f=first;final Node<E> newfirst=new Node<E>(item,null,f);first=newfirst;if(f==null) {last=newfirst;}else {newfirst.next=f;}size++;}

3、双向链表的尾插法

双向链表的尾插法，其新加入的节点前驱节点指向原尾结点，后继节点指向null

public void addlast(E item) {final Node<E> l=last;final Node<E> newlast=new Node<E>(item,l,null);last=newlast;if(l==null) {first=newlast;}else {l.next=newlast;}size++;}

4、删除头节点

// 删除链表头节点
public void removeFirst() {// 获取头结点final Node<E> f = first;// 获取头结点的下一个节点final Node<E> next = f.next;// 清空头结点f.item = null;f.next = null; // help GC// 设置链表的头结点first = next;if (next == null)last = null;elsenext.prev = null;// 链表长度自减size--;
}

5、删除尾结点

// 删除链表尾节点
public void removeLast() {// 获取尾节点final Node<E> l = last;// 获取尾节点的“上一个元素”final Node<E> prev = l.prev;// 清空尾节点l.item = null;l.prev = null; // help GC// 设置链表的尾节点last = prev;if (prev == null)first = null;elseprev.next = null;// 链表长度自减size--;
}