Java单向链表的实现

一.前言

 　　Java中实现List接口的方法不只有ArrayList，还可以通过LinkedList来实现。这个LinkedList是一个单向链表，它内部的每一个元素都指向下一个元素。本文并不是对Java内部的LinkedList进行讲解，而是另外去创建一个单向链表类，完成简单的增删查改。

二.单向链表的结构

　　链表是离散存储线性结构，n个节点离散分配，彼此通过指针相连，每个节点只有一个前驱节点，每个节点只有一个后续节点，首节点没有前驱节点，尾节点没有后续节点。

 　　图上的head为头节点，而头节点指向的节点为首节点，最后一个节点为尾节点。

三.实现单向链表

1.准备

　　定义一个类作为节点，一个节点包括两个元素，数据域和指针域，即存储的数据和其指向的的下一个节点。

public class Node {
    //数据域
    public Integer data;

    //指针域，指向下一个节点
    public Node next;

    public Node() {
    }

    public Node(int data) {
        this.data = data;
    }

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

　　在启动类中，定义变量为head节点。

private static Node head = new Node();

2.添加节点

　　在启动类中添加add方法。

　　以head节点开始，遍历去找它有无next节点，没有的话，该next节点即为新增的节点。

public static void addData(int value) {

    //初始化要加入的节点
    Node newNode = new Node(value);

    //临时节点
    Node temp = head;

    // 找到尾节点
    while (temp.next != null) {
        temp = temp.next;
    }

    // 已经包括了头节点.next为null的情况了～
    temp.next = newNode;

}

3.遍历链表

 　　在启动类中添加遍历方法。

　　它会从首节点开始，不断找它next有没节点。

public static void traverse(Node head) {

    //临时节点，从首节点开始
    Node temp = head.next;

    while (temp != null) {

        if (temp.data != null) {
            System.out.println("编号：" + temp.data);
        }

        //继续下一个
        temp = temp.next;
    }
}

　　然后输出结果。

 4.查询链表的长度

　　遍历节点有没next节点，直到next节点为null（即尾节点），记录这个遍历次数。

public static int  linkListLength(Node head) {

    int length = 0;

    //临时节点，从首节点开始
    Node temp = head.next;

    // 找到尾节点
    while (temp != null) {
        length++;
        temp = temp.next;
    }

    return length;
}

5.插入节点

　　在指定位置插入节点。找到该位置的上一个节点，将上一个节点的next指向新插入节点，而新插入节点的next则改为原本上一个节点的next指向。

public static void insertNode(Node head, int index, int value) {

    //首先需要判断指定位置是否合法，
    if (index < 1 || index > linkListLength(head) + 1) {
        System.out.println("插入位置不合法。");
        return;
    }

    //临时节点，从头节点开始
    Node temp = head;

    //记录遍历的当前位置
    int currentPos = 0;

    //初始化要插入的节点
    Node insertNode = new Node(value);

    while (temp.next != null) {

        //找到上一个节点的位置了
        if ((index - 1) == currentPos) {

            //temp表示的是上一个节点

            //将原本由上一个节点的指向交由插入的节点来指向
            insertNode.next = temp.next;

            //将上一个节点的指针域指向要插入的节点
            temp.next = insertNode;

            return;

        }

        currentPos++;
        temp = temp.next;
    }

}

6.删除节点

　　找该删除节点的上一个节点，将上一个节点的next指向改为该删除节点的next。

public static void deleteNode(Node head, int index) {

    //首先需要判断指定位置是否合法，
    if (index < 1 || index > linkListLength(head) + 1) {
        System.out.println("删除位置不合法。");
        return;
    }

    //临时节点，从头节点开始
    Node temp = head;

    //记录遍历的当前位置
    int currentPos = 0;


    while (temp.next != null) {

        //找到上一个节点的位置了
        if ((index - 1) == currentPos) {

            //temp表示的是上一个节点

            //temp.next表示的是想要删除的节点

            //将想要删除的节点存储一下
            Node deleteNode = temp.next;

            //想要删除节点的下一个节点交由上一个节点来控制
            temp.next = deleteNode.next;return;

        }
        currentPos++;
        temp = temp.next;
    }
}

四.总结

　　通过上面的例子，我们可以简单理解链表的原理。只需要知道头节点，就可以对链表进行任何操作。