链表是一种数据结构，类似于长长的锁链串联起来一组对象。链表分为单链表和双链表，对于单链表来说，数据的查找只能从第一个数据开始，每一个数据只能顺着找到下一个数据，无法返回，对于双向链表，每个数据可以同时找到它的上一个节点和下一个节点。
单向链表如下所示
可以看出，链表包括两部分信息，一个是多个的节点，另一个是头节点和各个节点之间的连接关系。
对于节点，我们可以定义一个节点类来描述，这个节点类药包括链表指针和值，对于第二部分信息，首先记录头节点，然后将每一个链表指针指向下一个即可。
此外，为了方便使用，链表类中我们还需要提供链表长度、节点位置、链表的增删改查等功能。
链表的基本结构和需要实现的函数功能如下：
package dataStructure;
public class CopyOfListNode {
class Node {
public Node next = null;
public int val;
public Node(int val){
this.val = val;
}
}
private int listSize;
private Node head = null;
/**
* 判定节点是否为空
* @return
*/
public boolean isEmpty(){
return listSize == 0;}
/**
* 返回链表大小
* @return
*/
public int size(){
return listSize;
}
/**
* 获取指定位置的节点
* @param index
* @return
*/
public int get(int index){
return -1;
}
/**
* 获取节点在链表中的位置
* @param node
* @return
*/
public int indexOf(int value){
return -1;
}
/**
* 添加节点
* @param index
* @param node
*/
public void add(int value){
}
/**
* 删除节点
* @param index
*/
public void delete(int index){
}
/**
* 插入节点
* @param index
* @param node
*/
public void insert(int index, int value){
}
/**
* 打印链表所有节点
*/
public void printList(){
}
/**
* 构造测试用例
* @param args
*/
public static void main(String[] args){
}
}
需要实现的功能有：判定链表是否为空、链表的大小、获取指定位置的节点信息、获取节点的位置、添加节点、删除节点、插入节点、打印链表几个功能
需要维持的成员变量有链表大小listSize，和头节点head，功能的实现如下：
1.判断链表是否为空和链表大小的功能，我们可以直接根据链表大小返回。
代码如下：
/**
* 判定节点是否为空
* @return
*/
public boolean isEmpty(){
return listSize == 0;}
/**
* 返回链表大小
* @return
*/
public int size(){
return listSize;
}
2.获取指定位置的节点
根据链表的性质，从头节点开始依次移动直到到达指定位置，需要注意的是需要先判定索引是否有效，防止出现空指针异常
/**
* 获取指定位置的节点
* @param index
* @return
*/
public int get(int index){
Node node = head;
if(index < 0 || index >= listSize)
return -1;
for(int i=0; i<index; i++){
//移到下一节点
node = node.next;
}
return node.val;
}
3.获取节点在链表中的位置
遍历链表，知道找到所需节点，或者遍历完成推出节点返回未找到信息
/**
* 获取节点在链表中的位置
* @param node
* @return
*/
public int indexOf(int value){
int index = 0;
Node currentNode = head;
while(currentNode!=null && currentNode.val!=value){
//转移到下一个节点
currentNode = currentNode.next;
index++;
}
//确认是否找到所需元素
if(currentNode == null)
return -1;
else
return index;
}
4.添加节点
添加节点需要分两种情况考虑，头节点和其他节点，因为头节点没有前节点，只需要直接将head赋值即可，对于后续节点，需要将链表内最后一个节点的指针指向所要添加的节点，另外，需要注意将链表大小变量listSize+1，方便统计大小
代码如下：
/**
* 添加节点
* @param index
* @param node
*/
public void add(int value){
if(head == null){
head = new Node(value);
}else{
Node nd = head;
while(nd.next != null){
nd = nd.next;
}
nd.next = new Node(value);
}
listSize++;
}
5.删除节点
删除节点主要是删除节点的连接关系，分为删除头节点，删除尾节点，删除中间节点。
删除头节点，删除头节点的连接关系，将第二个作为新的头节点即可
删除尾节点，将尾节点与前一个节点的连接关系去掉即可
删除中间节点，将要删除节点前后连接关系删除，并将前一个节点直接指向后一个节点即可
需要注意的是，对于删除头节点和中间节点，需要提前将后半段链表的信息保存下来，防止丢失，删除后的节点在java中会自动被GC回收
代码如下：
1 /** 2 * 删除节点 3 * @param index 4 */ 5 public void delete(int index){ 6 //首先检查节点是否存在 7 if(index >= listSize || index < 0){ 8 System.out.println("该节点不存在"); 9 return; 10 } 11 //定位到要删除节点 12 if(index == 0){ 13 //首节点 14 head = head.next; 15 }else{ 16 //定位到前一个节点 17 Node currentNode = head; 18 for(int i=0; i<index-1; i++){ 19 currentNode = currentNode.next; 20 } 21 if(index == listSize) 22 //尾节点处理 23 currentNode.next = null; 24 else 25 //中间节点 26 currentNode.next = currentNode.next.next; 27 } 28 listSize--; 29 }
6.打印链表
根据链表信息依次打印即可
代码：
1 /** 2 * 打印链表所有节点 3 */ 4 public void printList(){ 5 Node currentNode = head; 6 while(currentNode!=null){ 7 System.out.print(currentNode.val+" "); 8 currentNode = currentNode.next; 9 } 10 }
整体的代码及测试用例如下：
1 package dataStructure; 2 3 public class ListNode { 4 class Node { 5 public Node next = null; 6 public int val; 7 public Node(int val){ 8 this.val = val; 9 } 10 } 11 12 private int listSize; 13 private Node head = null; 14 /** 15 * 判定节点是否为空 16 * @return 17 */ 18 public boolean isEmpty(){ 19 return listSize == 0;} 20 21 /** 22 * 返回链表大小 23 * @return 24 */ 25 public int size(){ 26 return listSize; 27 } 28 29 /** 30 * 获取指定位置的节点 31 * @param index 32 * @return 33 */ 34 public int get(int index){ 35 Node node = head; 36 if(index < 0 || index >= listSize) 37 return -1; 38 for(int i=0; i<index; i++){ 39 //移到下一节点 40 node = node.next; 41 } 42 return node.val; 43 } 44 45 /** 46 * 获取节点在链表中的位置 47 * @param node 48 * @return 49 */ 50 public int indexOf(int value){ 51 int index = 0; 52 Node currentNode = head; 53 while(currentNode!=null && currentNode.val!=value){ 54 //转移到下一个节点 55 currentNode = currentNode.next; 56 index++; 57 } 58 //确认是否找到所需元素 59 if(currentNode == null) 60 return -1; 61 else 62 return index; 63 } 64 65 /** 66 * 添加节点 67 * @param index 68 * @param node 69 */ 70 public void add(int value){ 71 if(head == null){ 72 head = new Node(value); 73 }else{ 74 Node nd = head; 75 while(nd.next != null){ 76 nd = nd.next; 77 } 78 nd.next = new Node(value); 79 } 80 listSize++; 81 } 82 83 /** 84 * 删除节点 85 * @param index 86 */ 87 public void delete(int index){ 88 //首先检查节点是否存在 89 if(index >= listSize || index < 0){ 90 System.out.println("该节点不存在"); 91 return; 92 } 93 //定位到要删除节点 94 if(index == 0){ 95 //首节点 96 head = head.next; 97 }else{ 98 //定位到前一个节点 99 Node currentNode = head; 100 for(int i=0; i<index-1; i++){ 101 currentNode = currentNode.next; 102 } 103 if(index == listSize) 104 //尾节点处理 105 currentNode.next = null; 106 else 107 //中间节点 108 currentNode.next = currentNode.next.next; 109 } 110 listSize--; 111 } 112 113 /** 114 * 插入节点 115 * @param index 116 * @param node 117 */ 118 public void insert(int index, int value){ 119 //首先检查插入位置是否合适 120 if(index >= listSize || index < 0){ 121 System.out.println("索引无效"); 122 return; 123 } 124 //分位置插入 125 if(index == 0){ 126 //头节点，只保存后面节点 127 Node tmpNode = head;//保存后面当前位置节点信息 128 head = new Node(value); 129 head.next = tmpNode; 130 }else{ 131 //中间节点，保存前一个节点和后节点信息 132 Node preNode = head; 133 for(int i=0; i<index-1; i++){ 134 preNode = preNode.next; 135 } 136 Node currentNode = preNode.next; 137 preNode.next = new Node(value); 138 preNode.next.next = currentNode; 139 } 140 listSize++; 141 } 142 143 /** 144 * 打印链表所有节点 145 */ 146 public void printList(){ 147 Node currentNode = head; 148 while(currentNode!=null){ 149 System.out.print(currentNode.val+" "); 150 currentNode = currentNode.next; 151 } 152 } 153 154 public static void main(String[] args){ 155 ListNode testList = new ListNode(); 156 for(int i=0; i<50; i++) 157 testList.add(i); 158 System.out.println("链表是否为空："+testList.isEmpty()); 159 System.out.println("链表大小："+testList.size()); 160 System.out.println("获取头节点："+testList.get(0)); 161 System.out.println("获取尾节点："+testList.get(49)); 162 System.out.println("获取位置为10的中间节点："+testList.get(10)); 163 System.out.println("获取节点值10的位置："+testList.indexOf(10)); 164 System.out.println("获取值为1000的节点位置："+testList.indexOf(1000)); 165 testList.delete(0); 166 System.out.println("删除头节点后大小："+testList.size()); 167 testList.delete(testList.size()-1); 168 System.out.println("删除尾节点后大学："+testList.size()); 169 testList.delete(2); 170 System.out.println("删除中间点2后大小："+testList.size()); 171 System.out.println("打印链表："); 172 testList.printList(); 173 testList.insert(0, 0); 174 System.out.println("添加0到头节点后大小："+testList.size()); 175 testList.insert(3, 3); 176 System.out.println("添加3到中间节点3处大小："+testList.size()); 177 System.out.println("打印链表："); 178 testList.printList(); 179 } 180 }
此外还有循环链表、双向链表，实现方式基本如此