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文章目录
- 前言
- 链表(MySingleList)
- 具体功能代码
- LinkedList简介
- LinkedList的模拟实现
- LinkedList的使用
- LinkedList的构造
- LinkedList的方法
- LinkedList的遍历
- ArrayList和LinkeddList的区别
- 完结
前言
上篇博客详细写了ArrayList的相关问题,包括上图(极其重要),我会在最近几篇博客中都有附上。
ArrayList的优点很明显,底层逻辑是一个数组,它通过下标去访问数据的速度非常快。但是在ArrayList任意位置插入或者删除元素时,就需要将后序元素整体往前或者往后搬移,时间复杂度为O(n),效率比较低
所以java集合框架中引入了LinkedList类,即链表结构。
链表(MySingleList)
链表,作为线性表的一种,它与顺序表截然相反: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
之前C语言了解过这方面的知识C语言—链表专题,所以我们有一定的基础,我相信链表对于大家一定是熟悉的存在。我们先由易入难,先自己尝试一下单链表(MySingleList)的功能实现,为接下来的 LinkedList(无头双向链表) 打下基础.
接口
java">public interface IList {public void addFirst(int data);public void addLast(int data);public void addIndex(int index,int data);public boolean contains(int key);public void remove(int key);public void removeAllKey(int key);public int size();public void clear();public void display();
}
具体功能代码
头插法
java">@Overridepublic void addFirst(int data) {ListNode node = new ListNode(data);node.next=head;head=node;}
尾插法
java">@Overridepublic void addLast(int data) {ListNode node =new ListNode(data);if(head==null){head = node;return;}ListNode cur=head;while(cur.next!=null){cur= cur.next;}cur.next=node;}
任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
java">@Overridepublic void addIndex(int index, int data) {int len=size();if(index<0||index>len){System.out.println("index位置不合法");return;}if(index==0){addFirst(data);return;}if(index==len){addLast(data);return;}ListNode cur=head;while(index-1!=0){cur=cur.next;index--;}ListNode node=new ListNode(data);node.next= cur.next;cur.next=node;}
查找是否包含关键字key是否在单链表当中
java">@Overridepublic boolean contains(int key) {ListNode cur=head;while(cur!=null){if(cur.val==key){return true;}cur=cur.next;}return false;}
删除第一次出现关键字为key的节点
java">@Overridepublic void remove(int key) {if(head==null){return;}if(head.val==key){head=head.next;return;}ListNode cur=findNodeOfKey(key);if(cur==null){return;}ListNode del= cur.next;cur.next=del.next;}private ListNode findNodeOfKey(int key){ListNode cur=head;while(cur.next!=null) {if (cur.next.val == key) {return cur;}cur= cur.next;}return null;}
删除所有值为key的节点
java">@Overridepublic void removeAllKey(int key) {if(head==null){return;}ListNode prev=head;ListNode cur=head.next;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;return;}}}
得到单链表的长度
java">@Overridepublic int size() {int len=0;ListNode cur=head;while(cur!=null){len++;cur=cur.next;}return len;}
清空链表
java">@Overridepublic void clear() {ListNode cur=head;while(cur!=null){ListNode curN=cur.next;cur.next=null;cur=curN;}head=null;}
LinkedList简介
LinkedList的底层是双向链表结构,由于链表没有将元素存储在连续的空间中,元素存储在单独的节点中,然后通过引用将节点连接起来了,因此在在任意位置插入或者删除元素时,不需要搬移元素,效率比较高。
总结:
- LinkedList实现了List接口
- LinkedList的底层使用了双向链表
- LinkedList没有实现RandomAccess接口,因此LinkedList不支持随机访问
- 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)
- LinkedList比较适合任意位置插入的场景
LinkedList的模拟实现
头插法
java">@Overridepublic void addFirst(int data) {ListNode node=new ListNode(data);if(head==null){head=last=node;}else{node.next=head;head.prev=node;head=node;}}
尾插法
java">@Overridepublic void addLast(int data) {ListNode node=new ListNode(data);if(head==null){head=last=node;}else{last.next=node;node.prev=last;last= last.next;}}
任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
java">@Overridepublic void addIndex(int index, int data) {int len=size();if(index<0||index>len){return;}if(index==0){addFirst(data);return;}if(index==len){addLast(data);return;}ListNode cur=findIndex(index);ListNode node=new ListNode(data);node.next=cur;cur.prev.next=node;node.prev=cur.prev;cur.next=node;}
private ListNode findIndex(int index){ListNode cur=head;while(index!=0){cur= cur.next;index--;}return cur;}
查找是否包含关键字key是否在链表当中
java">@Overridepublic boolean contains(int key) {ListNode cur=head;int count=0;while(cur!=null){if(cur.val==key) {return true;}cur= cur.next;}return false;}
删除第一次出现关键字为key的节点
java">@Overridepublic void remove(int key) {ListNode cur=head;while(cur!=null){//开始删除if(cur.val==key){//有可能是头节点if(cur==head){head = head.next;if(head!=null){head.prev=null;}}else{cur.prev.next= cur.next;if(cur.next==null){//有可能是尾节点last= last.prev;}else{cur.next.prev= cur.prev;}}return;}else{cur = cur.next;}}}
删除所有值为key的节点
java">@Overridepublic void removeAllKey(int key) {ListNode cur=head;while(cur!=null){//开始删除if(cur.val==key){//有可能是头节点if(cur==head){head = head.next;if(head!=null){head.prev=null;}}else{cur.prev.next= cur.next;if(cur.next==null){//有可能是尾节点last= last.prev;}else{cur.next.prev= cur.prev;}}}else{cur = cur.next;}}}
LinkedList的使用
前面我们自主实现了LinkedList的各种方法,只是为了大家更好的理解和学习,以后做题可能会运用到类似的想法或思路,可以更加高效的完成题目,平时也可以直接使用LinkedList下的方法。如下图:
LinkedList的构造
java">public static void main(String[] args) {List<Integer> list1=new LinkedList<Integer>();LinkedList<Integer> list2 = new LinkedList<Integer>();//使用ArrayList构造LinkedList List<String> list3=new ArrayList<>();List<String> list4=new LinkedList<>(list3);}
为什么可以有的构造可以用List,有的用LinkedList,甚至出现了ArrayList?一切都是这张贯穿整个数据结构的图。
LinkedList的方法
java">public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();list.add(1); // add(): 表示尾插list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);list.add(6);list.add(7);System.out.println(list.size());System.out.println(list);// subList(from, to): 用list中[from, to)之间的元素构造一个新的LinkedList返回List<Integer> list2 = list.subList(0, 3); System.out.println(list);System.out.println(list2);list.clear(); // 将list中元素清空System.out.println(list.size());
}
LinkedList的遍历
之前ArrayList博客【Java数据结构】—List(ArrayList) 讲过线性表的遍历,这次补充一下…
java">public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();list.add(1); // add(): 表示尾插list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);list.add(6);list.add(7);System.out.println(list.size());// 使用反向迭代器---反向遍历ListIterator<Integer> it = list.listIterator(list.size());while (it.hasPrevious()){System.out.print(it.previous() +" ");}
}
ArrayList和LinkeddList的区别
不同 | ArrayList | LinkedList |
---|---|---|
存储空间 | 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 | 空间不够时扩容 | 不存在容量的概念 |
运用场景 | 元素高效存储+频繁访问 | 频繁任意位置的插入和删除 |
完结
好了,到这里Java语法部分就已经结束了~
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我们下期不见不散~~Java
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