链表是一系列的存储数据元素的单元通过指针串接起来形成的，因此每个单元至少有两个域，一个域用于数据元素的存储，另一个或两个域是指向其他单元的指针。这里具有一个数据域和多个指针域的存储单元通常称为节点（node）。
链表的第一个节点和最后一个节点，分别称为链表的头节点和尾节点。尾节点的特征是其 next 引用为空（null）。链表中每个节点的 next 引用都相当于一个指针，指向另一个节点，借助这些 next 引用，我们可以从链表的头节点移动到尾节点。
链表数据结构中主要包含单向链表、双向链表及循环链表。

单向链表

　　单向链表只有一个指针域，在整个节点中数据域用来存储数据元素，指针域用于指向下一个具有相同结构的节点。

单向链表中，每个节点的数据域都是通过一个 Object 类的对象引用来指向数据元素的，与数组类似，单向链表中的节点也具有一个线性次序，即如果节点 a1 的 next 引用指向节点 a2，则 a1 就是 a2 的直接前驱，a2 是 a1 的直接后续。只能通过前驱节点找到后续节点，而无法从后续节点找到前驱节点。
特点：
　　数据元素的存储对应的是不连续的存储空间，每个存储结点对应一个需要存储的数据元素。每个结点是由数据域和指针域组成。元素之间的逻辑关系通过存储节点之间的链接关系反映出来。
　　逻辑上相邻的节点物理上不必相邻。
缺点：
1、比顺序存储结构的存储密度小 (每个节点都由数据域和指针域组成，所以相同空间内假设全存满的话顺序比链式存储更多)。
2、查找结点时链式存储要比顺序存储慢（每个节点地址不连续、无规律，导致按照索引查询效率低下）。
优点：
1、插入、删除灵活 (不必移动节点，只要改变节点中的指针，但是需要先定位到元素上)。
2、有元素才会分配结点空间，不会有闲置的结点。

单链表完整代码

package day14.linkedlist_;public class MyLink {/*** 创建节点*/class Node{/*** 真正的数据*/private Object data;/*** 下一个节点*/private Node next;//构造器public Node(){this.data = 0;this.next = null;}public Node(Object data){this.data = data;this.next = null;}//为了显示方法，我们重新创建toString@Overridepublic String toString() {return "Node{ data=" + data+" }";}}/*** 头结点*/private Node head;/*** 链表中节点的个数*/private int size;/*** 获取链表中元素的个数* @return*/public int getSize() {return size;}public void setSize(int size) {this.size = size;}@Overridepublic String toString() {StringBuilder sb = new StringBuilder();Node curNode = head;while(curNode != null){sb.append(curNode + "-->");curNode = curNode.next;}return sb.toString();}public MyLink(){this.head = null;this.size = 0;}/*** 判断链表是否为空* @return*/public boolean isEmpty(){return head.next == null;}/*** 无虚拟头结点* index下标上增加元素* @param o* @param index*//*public void add(Object o,int index){if(index < 0 || index > this.size){throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("index 下标越界");}Node node = new Node(o);//链表里没有值if(head == null){head = node;}//index == 0，从头结点前插入if(index == 0){node.next = head;head = node;this.size++;return;}Node prev = head;for(int i = 0;i < index - 1;i++){prev = prev.next;}node.next = prev.next;prev.next = node;this.size++;}*//*** 从头部增加元素* @param o*//*public void addFirst(Object o){add(o,0);}*//*** 从尾部增加元素* @param o*//*public void addLast(Object o){add(o,size);}public Object get(int index){return get(index);}*//*** 使用虚拟头结点* @param o* @param index*/public void add(Object o,int index){if(index < 0 || index > this.size){throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("index超出范围");}Node dummyHead = new Node(null);Node node = new Node(o);dummyHead.next = head;Node prev = dummyHead;for(int i = 0;i < index;i++){prev = prev.next;}node.next = prev.next;prev.next = node;this.size++;head = dummyHead.next;}/*** 返回index处的内容* @param index* @return*/public Node get(int index){if(index < 0 || index > this.size){throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("index 超出范围");}Node curNode = head;for(int i = 0;i < index;i++){curNode = curNode.next;}return curNode;}/*** 获得头节点*/public void getFirst(){get(0);}/*** 获得尾结点*/public void getLast(){get(size - 1);}/*** 链表中是否存在o* @param o* @return*/public boolean isContains(Object o){Node node = head;for(int i = 0;i < size;i++){if(this.get(i).data.equals(o)){return true;}}return false;}/*** 移除头节点*/public void removeFirst(){remove(0);}/*** 移除尾节点*/public void removeLast(){remove(size-1);}public void remove(int index) {if(index < 0 || index > this.size){throw new IllegalArgumentException("参数index不合法");}Node dummyNode = new Node(null);dummyNode.next = head;Node prev = dummyNode;for(int i = 0;i < index;i++){prev = prev.next;}/* 要删除的节点 */Node delNode = prev.next;/* 删除操作 */prev.next = delNode.next;delNode.next = null;/* 更新size */this.size--;/* 更新head */dummyNode.next = head;}}

双向链表

　　要在单向链表中找到某个节点的前驱节点，必须从链表的头节点出发依次向后寻找，但是需要Ο(n)时间。为此我们可以扩展单向链表的节点结构，使得通过一个节点的引用，不但能够访问其后续节点，也可以方便的访问其前驱节点。扩展单向链表节点结构的方法是，在单链表节点结构中新增加一个域，该域用于指向节点的直接前驱节点。该链表称为双向链表。单向链表只能从一个方向遍历，双向链表可以从两个方向遍历。

　　在使用双向链表实现链接表时，为使编程更加简洁，我们使用带两个哑元节点的双向链表来实现链接表。其中一个是头节点，另一个是尾节点，它们都不存放数据元素，头节点的pre 为空，而尾节点的 Next 为空。

　　在具有头尾节点的双向链表中插入和删除节点，无论插入和删除的节点位置在何处，因为首尾节点的存在，插入、删除操作都可以被归结为某个中间节点的插入和删除；并且因为首尾节点的存在，整个链表永远不会为空，因此在插入和删除节点之后，也不用考虑链表由空变为非空或由非空变为空的情况下 head 和 tail 的指向问题；从而简化了程序。

双链表完整代码

package day16.doublelinkedlist;public class DoubleLinkedList {/*组装节点的数据结构*/class Node{/*真正的数据*/Object data;/*前驱结点*/Node prev;/*后继结点*/Node next;public Node(Object data){this.data = data;this.prev = null;this.next = null;}@Overridepublic String toString() {StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();stringBuilder.append("Node : { data = " + data);if(prev != null){stringBuilder.append(" , prev = " + prev.data);}if(next != null){stringBuilder.append(" , prev = " + next.data);}stringBuilder.append(" }");return stringBuilder.toString();}}/*** 头结点*/private Node first;/*** 尾结点*/private Node last;/*** 链表中结点的个数*/private int size;/*** 头结点* @return*/public Node getFirst() {if(isEmpty()){return null;}return first;}public void setFirst(Node first) {this.first = first;}/*** 尾结点* @return*/public Node getLast() {if(isEmpty()){return null;}return last;}public void setLast(Node last) {this.last = last;}public int getSize() {return size;}public void setSize(int size) {this.size = size;}/*** 无参构造*/public DoubleLinkedList(){this.size = 0;this.first = this.last = null;}public boolean isEmpty(){return this.size == 0;//return this.first = null;}/*** 头部添加* @param val*/public void addFirst(int val){Node node = new Node(val);if(isEmpty()){last = node;}else{node.next = first;first.prev = node;}first = node;this.size++;}/*** 尾部添加* @param val*/public void addLast(int val){Node node = new Node(val);if(isEmpty()){first = node;}else{node.prev = last;last.next = node;}last = node;this.size++;}/*** 将val插入到内容为key的结点之后* @param key* @param val*/public void add(int key,int val){/* 1.找到内容为key的结点 */Node node = find(key);Node newLink = new Node(val);/* 2.跟后继结点的连接 */if(node == last){newLink.next = null;last = newLink;}else{newLink.next = node.next;node.next.prev = newLink;}node.next = newLink;newLink.prev = node;this.size++;}/*** 返回val的索引* @param val* @return*/public int indexOf(int val){int index = 0;for(Node node = first;node != null;node = node.next){if(node.data.equals(val)){return index;}index++;}return -1;}/*** 判断某一个内容是否存在* @param val* @return*/public boolean isContains(int val){return indexOf(val) != -1;}/*** 找到内容为val的结点* @param val* @return*/public Node find(Object val){for(Node node = first; node != null;node = node.next){if(node.data.equals(val)){return node;}}return null;}/*** 从前往后输出* @return*/public String stringForward(){StringBuilder sb = new StringBuilder();for(Node node = first;node != null;node = node.next){sb.append(node);}return sb.toString();}public Node removeFirst(){Node temp = first;if(isEmpty()){return null;}if(first.next == null){last = null;}else {first.next.prev = null;}first = first.next;this.size--;return temp;}public Node removeLast(){Node temp = last;if(isEmpty()){return null;}if(last.prev == null){first = null;}else{last.prev.next = null;}last = last.prev;this.size--;return temp;}public Node remove(Object val){//1.找到要删除的结点Node node = find(val);//2.如果这个节点是firstif(node == first){first = first.next;}else{//2.1 否则 node的前一个的next指向 node的下一个结点node.prev.next = node.next;}//3.如果这个节点是lastif(node == last){last = last.prev;}else{//3.1 否则 node的下一个的prev指向 node的上一个结点node.next.prev = node.prev;}return node;}/*** 根据索引查找结点* @param index* @return*/public Node getByIndex(int index){/* 二分查找 */Node node = null;if(index < size >> 1){node = first;for(int i = 0;i < index;i++){node = node.next;}}else{node = last;for(int i = size - 1;i > index;i --){node = node.prev;}}return node;}/*** 从后往前输出* @return*/public String stringBack(){StringBuilder sb = new StringBuilder();for(Node node = last;node != null;node = node.prev){sb.append(node);}return sb.toString();}
}

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