数据结构-----链表的实现
单链表
1，链表存储特点
① 用一组任意的存储单元来存放线性表的结点（这组存储单元既可以是连续的，也可以是不连续的）
② 链表中结点的逻辑次序和物理次序不一定相同。
2，线性表的单链表存储结构如：
3，链表建立方法（时间复杂度为O（n））
头插入法：s->data=d;s->next=head;head=s(head头指针,s新建节点）
尾插入法：s->data=d;r->next=s;r=s;（r尾节点）
带头结点及作用：
1，由于开始结点的位置被存放在头结点的指针域中,所以在链表的第一个位置上的操作就和在表的其它位置上操作一致,无须进行特殊处理;
2，无论链表是否为空，其头指针都是指向头结点的非空指针（空表中头结点的指针域空），因此空表和非空表的处理也就统一了。
单链表常用操作：
1，查询 时间复杂度为O(n)
2,插入：往节点p后插入：s->data=x;s->next=p->next;p->next=s;仅仅插入时间复杂度为O（1）
3，删除：删除r之后的节点：p=r->next;r->next=p->next;free(p)仅仅删除时间复杂度为O（1）
单链表的Java实现：
package dataStructByJava; public class LinkList<T> { //使用Node内部类来表示单链表的节点，这样就不需要为Node类的字段添加get方法和set方法就能访问这些字段 private class Node{ private T data; private Node next; private Node(){ } private Node(T data, Node next){ this.data = data; this.next = next; } } private Node header;//保存链表的头结点 private Node tail;//保存链表的尾结点，采用尾插法添加结点时，不需要遍历整个链表 private int size;//保存链表中已包含的节点数 public LinkList(){ header = tail = null; } public LinkList(T element){ header = new Node(element, null); tail = header; size++; } public int length(){ return size; } //获得索引为index处的元素值，注意：索引从0开始 public T get(int index){ return getNodeByIndex(index).data; } private Node getNodeByIndex(int index){ if(index < 0 || index > size - 1) throw new IndexOutOfBoundsException("单链表越界"); Node current = header; for(int i = 0; (i < size) && (current != null); i++, current = current.next) if(i == index) return current; return null; } //返回链表中指定元素的索引，若指定元素不存在，返回-1 public int locate(T element){ Node current = header; for(int i = 0; i < size && current != null; i++, current = current.next) if(current.data.equals(element)) return i; return -1; } //在某个位置上插入值 public void insert(T element, int index){ if(index < 0 || index > size) throw new IndexOutOfBoundsException("单链表索引越界"); if(header == null)//链表是空链表时 add(element); else{ if(index == 0)//在表头插入 addAtHeader(element); else{ Node prev = getNodeByIndex(index - 1);//获取插入结点的前驱 prev.next = new Node(element, prev.next); size++; } } } //采用尾插法为链表增加新节点 public void add(T element){ if(header == null){ header = new Node(element, null); tail = header; } else{ Node newNode = new Node(element, null); tail.next = newNode; tail = newNode; } size++; } //采用头插法为链表增加新节点 public void addAtHeader(T element){ header = new Node(element, header);//新建的结点的next 需要指向 header结点 if(tail == header)//如果插入之前是空链表 tail = header; size++; } public T delete(int index){ if(index < 0 || index > size - 1) throw new IndexOutOfBoundsException("链表索引越界"); Node del; //待删除的是header节点 if(index == 0){ del = header; header = header.next; } else{ Node prev = getNodeByIndex(index - 1);//获取待删节点的前驱 del = prev.next;//del 指向待删除的节点 prev.next = del.next; } del.next = null;//将待删节点从链表中脱离出去 size--; return del.data; } //根据指定的元素来删除节点 public boolean deleteByElement(T element){ //链表为空 if(empty()){ return false; } //待删元素为第一个元素 else if(header.data.equals(element)){ Node del = header; header = header.next; if(tail == header)//说明整个链表中只有一个元素，tail也应当置null tail = null; del.next = null; size --; return true; } //待删元素为链表中其他元素 else{ Node del = header.next; Node prev = header; while(del != null){ if(del.data.equals(element)){ if(tail == del)//如果待删元素是最后一个元素，需要将tail指针指向其前驱 tail = prev; prev.next = del.next; del.next = null; size--; return true; } //若没有找到element，则继续下一轮的循环 prev = del; del = del.next; } return false; } } //删除链表中的最后一个元素 public T remove(){ return delete(size - 1); } //判断链表是否为空 public boolean empty(){ boolean result; if(size == 0){ assert header == null;//当出现链表为空，但size不为0时，使用断言能够帮助找到逻辑错误 result = true; } else{ assert header != null; result = false; } return result; //return size == 0; } //清空链表 public void clear(){ header = tail = null; size = 0; } public String toString(){ if(empty()) return "[]"; else{ StringBuilder sb = new StringBuilder("["); for(Node current = header; current != null; current = current.next) sb.append(current.data.toString() + ", "); int len = sb.length(); //注意删除最后添加的两个多余的字符 return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString(); } } public static void main(String[] args){ LinkList<String> list=new LinkList<String>(); //用头插法创建表,创建顺序与输出顺序相反 for(int i=0;i<5;i++) list.addAtHeader("No."+i); //输出：[No.4, No.3, No.2, No.1, No.0] System.out.println(list.toString()); //查找某个元素，返回下标如No.2,输出2 System.out.println(list.locate("No.2")); //添加在index 3插入No.25 list.insert("No.25", 3); System.out.println(list.toString()); //删除No.25 list.deleteByElement("No.25"); System.out.println(list); //清空链表 list.clear(); System.out.println(list); //尾插入发构建链表 结果是[No.0, No.1, No.2, No.3, No.4] for(int i=0;i<5;i++){ list.add("No."+i); } System.out.println(list); } }
参考资料：
1，数据结构概念
