Java单链表 PushBack java单链表和双链表的区别

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码海探险先锋 2024-02-22 14:24:30

文章标签 Java单链表 PushBack java 快速从树节点找到数据找出链表的第一个公共结点 java 链表 List 文章分类 Java 后端开发

一、链表简介

1、链表概念

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列节点组成，节点可以在运行时动态生成，节点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

2、基础特点

内存存储

逻辑结构

特点描述

物理存储上是无序且不连续的；
链表是由多个节点以链式结构组成；
逻辑层面上看形成一个有序的链路结构；

链表结构解决数组存储需要预先知道元素个数的缺陷，可以充分利用内存空间，实现灵活的内存动态管理。

二、单向链表

1、基础描述

单向链表是链表的一种，其特点是链表的链接方向是单向的，链表的遍历要从头部开始顺序读取；结点构成，head指针指向第一个成为表头结点，终止于最后一个指向NULL的指针。

2、基础操作

添加数据

初始化head节点，作为链表的头；
修改当前末尾节点的next指针；
新添加的节点房子在链表末尾；

删除数据

遍历找到要删除的节点，把删除节点前个节点的指针指向该删除节点的下个节点；

三、双向链表

1、概念描述

双向链表也叫双链表，是链表的一种，链表的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很快速地访问它的前驱结点和后继结点，链表结构的使用多数都是构造双向循环链表。

2、基础操作

添加数据

遍历找到链表的最后一个节点；
修改当前末尾节点的next指针；
新添加的节点房子在链表末尾；
添加最新尾节点的prev指针；

删除数据

双向链表，基于要删除节点操作即可；
操作上图中要删除的Node2节点；
Node2.prev.next = Node2.next;
Node2.next.prev = Node2.prev;

通过上述流程的操作，就把链表中一个节点删除，剩下节点再度连接成链式结构。

3、源码分析

在Java的API中，LinkedList是典型的双向链表结构，下面基于LinkedList源码看双向链表的操作。

基础案例

public class M01_Linked {    public static void main(String[] args) {        List userList = new LinkedList<>() ;        User removeUser = new User(200,"Second") ;        // 添加元素        userList.add(new User(100,"First")) ;        userList.add(removeUser) ;        userList.add(new User(300,"Third")) ;        System.out.println("初始化："+userList);        // 修改元素        userList.get(0).setUserName("Zero");        System.out.println("修改后："+userList);        // 删除元素        userList.remove(removeUser) ;        System.out.println("删除后："+userList);    }}class User {    private Integer userId ;    private String userName ;    public User(Integer userId, String userName) {        this.userId = userId;        this.userName = userName;    }    @Override    public String toString() {        return "User{" +                "userId=" + userId +                ", userName='" + userName + ''' +                '}';    }    // 省略Get和Set方法}

节点描述

节点三个核心描述：数据，next指针，prev指针。

private static class Node {    E item;         // 数据    Node next;   // 下个指针    Node prev;   // 上个指针    Node(Node prev, E element, Node next) {        this.item = element;        this.next = next;        this.prev = prev;    }}

首位节点处理

基于LinkedList源码，首尾节点方式，针对上图双链表的首位指针特点，这里源码很好理解。

public class LinkedList {    transient Node first;    transient Node last;    // 处理首节点    private void linkFirst(E e) {        final Node f = first;        final Node newNode = new Node<>(null, e, f);        first = newNode;        if (f == null)            last = newNode;        else            f.prev = newNode;    }    // 处理尾节点    void linkLast(E e) {        final Node l = last;        final Node newNode = new Node<>(l, e, null);        last = newNode;        if (l == null)            first = newNode;        else            l.next = newNode;    }}

添加节点

添加节点的方法直接调用linkLast方法，把新节点放到链表的尾部即可。

public boolean add(E e) {    linkLast(e);    return true;}

删除节点

第一步：遍历对比，找到要删除的节点；

public boolean remove(Object o) {    if (o == null) {        for (Node x = first; x != null; x = x.next) {            if (x.item == null) {                unlink(x);                return true;            }        }    } else {        for (Node x = first; x != null; x = x.next) {            if (o.equals(x.item)) {                unlink(x);                return true;            }        }    }    return false;}

第二步：移除节点，重新搭建链表结构，并且把当前链表的数据置为null，并返回被移除的节点；

E unlink(Node x) {    final E element = x.item;    final Node next = x.next;    final Node prev = x.prev;    if (prev == null) {        first = next;    } else {        prev.next = next;        x.prev = null;    }    if (next == null) {        last = prev;    } else {        next.prev = prev;        x.next = null;    }    x.item = null;    return element;}

如上就是对Java中LinkedList双链表源码的部分结构分析，这种代码看多了，总感觉自己写的代码不是Java。