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一、链表linked list

1.定义

链表是数据元素的线性集合，其每个元素都指向下一个元素，元素存储上并不连续,链表逻辑连续。

2.分类

①单向链表：每个元素只知道其下一个元素是谁

②双向链表: 每个元素知道其上一个元素和下一个元素

 ③循环链表

3.哨兵节点

不存储数据，用作头尾，用来简化边界判断

4.链表性能

①随机访问（读取）

根据index查找，时间复杂O(n)。

根据索引查找元素的时候，要从头节点挨个查找

②插入或删除

起始位置：O（1）

结束位置：已知尾节点是O（1），不知道尾结点是O（n）

中间位置：根据index查找时间+O(1)

二、单向链表，不带哨兵

1.代码实现

 ①定义节点

public class SinglyLinkedList{

	/**
	 * 节点类
	 * 数据域和地址域
	 */
	private static class Node {
		int value;// 值
		Node next;// 指向下一个节点，因为节点的类型是Node

		public Node() {
		}

		public Node(int value, Node next) {
			this.value = value;
			this.next = next;
		}

	}

	private Node head; //头指针
}

②头部添加：每次是往表头依次添加，把新节点指向此时的head。然后让head再指向新节点。

如果head是null，就是head = new Node(value,null)

	public void addFirst(int value) {
		// 1.链表为空时，head是null 相当于head = new Node(value,null)
		// 2.链表不为空时，new Node(value,head) 然后把新节点当为头结点head = new Node(value,head)
		// 3.优化如下
		head = new Node(value, head);
	}

②尾部添加：先找到最后一个节点的地址 while（p.next != null），如果链表为空，返回null

	public Node findLast() {
		// 判断是否为空
		if (head == null) {
			return null;
		}
		// 链表不为空
		Node p = head;
		while (p.next != null) {
			p = p.next;
		}
		return p;
	}

返回的是最后一个节点地址last.next=new Node(value, null);如果返回的是null，那么就表头添加。

	public void addLast(int value) {
		Node last = findLast();
		if (last == null) {
			addFirst(value);
			return;
		}
		// 找到尾巴节点
		last.next = new Node(value, null);
	}

③遍历节点1：定义一个辅助节点p指向头结点，条件是while(p!=null)，一直到链表为空

	/**
	 * 2.遍历节点1
	 */
	public void loop1() {
		Node p = head;
		while (p != null) {
			System.out.println(p.value);
			p = p.next;
		}
	}

	/**
	 * 遍历节点2
	 */
	public void loop2() {
		for (Node p = head; p != null; p = p.next) {
			System.out.println(p.value);
		}
	}

也可以用增强for循环，重写iterator()

public class SinglyLinkedList implements Iterable<Integer> {


....

	@Override
	public Iterator<Integer> iterator() {
		return new Iterator<Integer>() {
			Node p = head;
			// 是否有下一个元素
			@Override
			public boolean hasNext() { 
				return p != null;
			}
			// 返回当前元素，指向下一个元素
			@Override
			public Integer next() { 
				int value = p.value;
				p = p.next;
				return value;
			}
		};
	}
}

测试用这个

Iterator<Integer> iterator = singlyLinkedList.iterator();
		for (Integer integer:singlyLinkedList){
			System.out.println(integer);
		}

④根据索引查找get(i) 0,1,2,3...，先查找这个索引的节点。没有找到返回null，找到的话返回当前节点

	public Node findNode(int index) {
		Node p = head;
		int i = 0;
		while (p != null) {
			// 找到了
			if (index == i) {
				return p;
			}
			i++;
			p = p.next;//指向下一个节点
		}
		// 没找到
		return null;
	}

如果为null，说明此时不合法

	public int get(int index){
		Node node = findNode(index);
		if (node == null){
			throw new IllegalArgumentException(
					String.format("inndex[%d]不合法%n",index)
			);
		}
		return node.value;
	}

⑤插入到索引位置，先定义辅助节点p指向索引的前一个地址，先让新节点的地址指向p的地址，再让p节点指向新节点的地址。如果p为空，插入失败。如果索引为0，那么调用头部添加的方法

	/**
	 * 4.insert(int index)
	 * 根据索引插入,插在索引的位置，所以找索引前面的节点
	 */
	public void insert(int index,int value){
		if (index == 0){
			// 插入头位置
			addFirst(value);
			System.out.println("插入成功");
			return;
		}

		Node p = findNode(index-1); // 找到索引的前一个节点
		if (p == null){
			// 链表为空，或者索引超出了范围
			System.out.println("插入失败");
			return;
		}
		// 找到索引的前一个节点
		Node newNode = new Node(value,p.next);
		p.next = newNode;
		System.out.println("插入成功");
	}

⑥：按照索引删除节点，先实现删除头结点，让head指向head.next

	public void removeFirst(){
		if (head == null){
			System.out.println("链表为空，删除失败");
			return;
		}
		head = head.next; //
	}

 // 删除节点

	/**
	 * 删除节点：按照索引
	 */
	public void removeIndex(int index){
		if (index == 0){
			// 删除头结点
			removeFirst();
			return;
		}
		Node prev= findNode(index - 1);
		// 如果为空
		if (prev == null){
			// 链表为空或者超过了索引范围
			System.out.println("删除失败");
			return;
		}
		// 此时node是删除索引的前一个节点
        Node removed = prev.next;
        if (removed == null ){
            System.out.println("删除失败");
        }
		prev.next=removed.next;// 索引的前一个节点，指向索引的后一个节点
		System.out.println("删除成功");
	}