链表

一.链表的概念及结构

链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的。

value存数据，节点存下一个的地址，通过节点找下一个数据，每个节点都是一个对象

注意：

链式结构在逻辑上是连续的，但在物理上不一定连续】

现实中的节点一般都是从堆上申请出来的

从堆上申请的空间，是按照一定的策略来分配的，两次申请的空间可能连续，也可能不连续

链0pooooooooooooooooooo表有非常多种，以下情况组合起来就有八种链表结构

1.单向或双向

2.带头或不带头

3.循环或非循环

我们重点掌握两种

1.无头单向非循环列表：结构简单，一般不用来单独存数据，更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶，图的邻接表等等

2.无头双向链表：在Java的框架中，LinkedList底层实现就是无头双向循环链表

二.链表的实现

1.简单创建

public class MySingleList {
    static class ListNode {
        public int val;//节点的值域
        public ListNode next;//下一个节点的地址

        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }

    }


    public ListNode head;//表示当前链表的头节点

    public void createList() {

        ListNode node1 = new ListNode(12);
        ListNode node2 = new ListNode(23);
        ListNode node3 = new ListNode(34);
        ListNode node4 = new ListNode(45);
        ListNode node5 = new ListNode(56);

        node1.next = node2;
        node2.next = node3;
        node3.next = node4;
        node4.next = node5;

        this.head = node1;

    }
}

2.遍历链表

 public void display() {
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            System.out.print(cur.val+" ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }

注意head不能丢

3.得到单链表的长度

public int size(){
        int count = 0;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            count++;
            cur = cur.next;
        }
        return count;
    }

4.查找关键字key是否在单链表中

  public boolean contains(int key){
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            if(cur.val == key) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

5.头插法

 public void addFirst(int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        node.next = head;
        head = node;
    }

6.尾插法

 public void addLast(int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        ListNode cur = head;
        if(cur == null) {
            head = node;
            return;
        }
        //找到链表的尾巴  注意是cur.next 不是cur
        while (cur.next != null) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = node;
    }

7.任意位置插入，第一个数据节点为0号下标

   public void addIndex(int index,int data){
        if(index < 0 || index > size()) {
            System.out.println("index 不合法");
            return;
        }
        if(index == 0) {
            addFirst(data);
            return;
        }
        if(index == size()) {
            addLast(data);
            return;
        }
        ListNode cur = findIndexSubOne(index);
        ListNode node = new ListNode(data);
        node.next = cur.next;
        cur.next = node;
    }

    /**
     * 找到要删除节点位置的前一个节点
     * @param index
     * @return
     */
    private ListNode findIndexSubOne(int index) {
        ListNode cur = head;
        while (index-1 != 0) {
            cur = cur.next;
            index--;
        }
        return cur;
    }

8.删除第一次出现关键字为key的节点

 public void remove(int key){
        if(head == null) {
            return;
        }
        //单独删除头节点
        if(head.val == key) {
            head = head.next;
            return;
        }
        ListNode cur = searchPrev(key);
        if(cur == null) {
            System.out.println("没有你要删除的数字");
            return;
        }
        ListNode del = cur.next;
        cur.next = del.next;
    }

    /**
     * 找到关键字 key的前驱
     * @param key
     * @return
     */
    private ListNode searchPrev(int key) {
        ListNode cur = head;
        while (cur.next != null) {
            if(cur.next.val == key) {
                return cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return null;
    }

9.删除所有值为key的节点

 public void removeAllKey(int key){
        if(head == null) {
            return;
        }
        ListNode cur = head.next;
        ListNode prev = head;
        while (cur != null) {
            if(cur.val == key) {
                prev.next = cur.next;
                cur = cur.next;
            }else {
                prev = cur;
                cur = cur.next;
            }
        }
        if(head.val == key) {
            head = head.next;
        }
    }

10.清空链表

    public void clear() {
        this.head = null;
    }