1. 概述

链表是一种数据结构，在内存中通过节点记录内存地址而相互链接形成一条链的储存方式。链表的插入和删除都比较快，缺点是查找比较慢。除非需要频繁的通过下标来随机访问数据，否则在很多使用数组的地方都可以用链表代替。相比数组而言，链表在内存中不需要连续的区域，只需要每一个节点都能够记录下一个节点的内存地址，通过引用进行查找，因此链表增删操作时间消耗很小，而查找遍历时间消耗很大。

2. 链表的分类

链表常用的有 3 类：单链表、双向链表、循环链表。

单链表：

单链表是链表中结构最简单的，是一种线性表，实际上是由节点（Node）组成的。一个单链表的节点(Node)分为两个部分，第一个部分(data)保存或者显示关于节点的信息，另一个部分存储下一个节点的地址。最后一个节点存储地址的部分指向空值。

单向链表的实现：

package cn.zzw.singlelink;/*** @author 鹭岛猥琐男* @create 2019/8/13 5:48*/
public class SingleLink<T> {private Node first;private Node last;private int size;private class Node<T> {private Node next;private T data;Node(T data, Node next) {this.data = data;this.next = next;}}/**   向链表头部添加元素*/public void push(T t) {Node f = first;Node newNode = new Node(t, f);//因为是向链表头部添加元素，所以第一个节点变成新的节点first = newNode;//如果原来的第一个节点是空，则原链表为空，添加后，链表仅有一个节点，最后一个节点也是新添加的节点if (f == null) {last = newNode;}size++;}/**  向链表的尾部添加元素*/public void add(T t) {Node l = last;Node newNode = new Node(t, null);last = newNode;if (l == null) {first = newNode;} else {l.next = newNode;}size++;}/*** 打印结点*/public void printLink() {Node curNode = first;while (curNode != null) {System.out.print(curNode.data + " ");curNode = curNode.next;}System.out.println();}/** 返回链表的长度*/public int getSize() {return size;}/**  删除指定位置的节点*/public void remove(int index) {//先判断index是否合法if (index < 0 || index >= size) {throw new IndexOutOfBoundsException();}//当需要删除的是头节点，直接将头节点指向下一个节点if (index == 0) {Node removeNode = first;first = removeNode.next;} else {Node prev = first;for (int i = 0; i < index - 1; i++) {//prev此时指向的是被删除节点的前一个位置prev = prev.next;}//需要被删除的节点Node removeNode = prev.next;prev.next = removeNode.next;removeNode.next = null;}size--;}/**  获取指定位置的节点的值*/public T get(int index) {//先判断index是否合法if (index < 0 || index >= size) {throw new IndexOutOfBoundsException();}Node<T> x = first;for (int i = 0; i < index; i++)x = x.next;return x.data;}
}

测试类：

package cn.zzw.singlelink;/*** @author 鹭岛猥琐男* @create 2019/8/13 5:48*/
public class TestLink
{public static void main(String[] args){SingleLink<Integer> singleLink =new SingleLink();singleLink.add(8);singleLink.add(9);singleLink.push(1);singleLink.push(2);System.out.println("链表的长度："+singleLink.getSize());//按照上面的添加顺序，链表的排序应该是：2,1,8,9singleLink.printLink();//获取指定节点的值Integer index0 = singleLink.get(0);Integer index1 = singleLink.get(1);System.out.println("获取头节点的值："+index0);System.out.println("获取节点1的值："+index1);//删除指定位置的节点singleLink.remove(3);System.out.println("删除节点后的列表：");singleLink.printLink();System.out.println("删除后链表的长度："+singleLink.getSize());}
}

测试结果：

链表的长度：4
2 1 8 9
获取头节点的值：2
获取节点1的值：1
删除节点后的列表：
2 1 8
删除后链表的长度：3

双向链表：

双向链表即是这样一个有序的结点序列，每个节点分为三个部分，一个部分(data)保存或者显示关于节点的信息，另一个部分存储下一个节点的地址，还有一部分存储上一个节点的地址。第一个节点的存储的上一个节点的地址为空值，最后一个节点存储的下一个节点的地址为空值。双向链表是可以从两个方向进行遍历的。

双向链表的实现：

package cn.zzw.doublelink;public class DoubleLink<E> {private Node first;private Node last;private int size;/**   与单向链表相比，多了指向前一个节点的prev*/private class Node<E> {private E data;private Node<E> prev;private Node next;Node(E data, Node prev, Node next) {this.data = data;this.prev = prev;this.next = next;}}/**  向链表的尾部添加元素*/public boolean add(E e) {linkLast(e);return true;}void linkLast(E e) {final Node<E> l = last;final Node<E> newNode = new Node<E>(e, l, null);last = newNode;if (l == null)first = newNode;elsel.next = newNode;size++;}/**   向链表头部添加元素*/public void push(E e) {final Node<E> f = first;final Node<E> newNode = new Node<>(e, null, f);//因为是向链表头部添加元素，所以第一个节点变成新的节点first = newNode;//如果原来的第一个节点是空，则原链表为空，添加后，链表仅有一个节点，最后一个节点也是新添加的节点if (f == null) {last = newNode;} else {f.prev = newNode;}size++;}/*** 打印结点*/public void printLink() {Node curNode = first;while (curNode != null) {System.out.print(curNode.data + " ");curNode = curNode.next;}System.out.println();}/** 返回链表的长度*/public int getSize() {return size;}/**  删除指定位置的节点,并返回删除节点的值*/public E remove(int index) {//先判断index是否合法if (index < 0 || index >= size) {throw new IndexOutOfBoundsException();}return unlink(node(index));}/**  查找指定位置的节点*/Node<E> node(int index) {if (index < (size >> 1)) {Node<E> x = first;for (int i = 0; i < index; i++)x = x.next;return x;} else {Node<E> x = last;for (int i = size - 1; i > index; i--)x = x.prev;return x;}}E unlink(Node<E> x) {final E element = x.data;final Node<E> next = x.next;final Node<E> 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.data = null;size--;return element;}/**  获取指定位置的节点的值*/public E get(int index) {//先判断index是否合法if (index < 0 || index >= size) {throw new IndexOutOfBoundsException();}return node(index).data;}
}

测试类：

package cn.zzw.doublelink;import cn.zzw.singlelink.SingleLink;/*** @author 鹭岛猥琐男* @create 2019/8/13 5:48*/
public class TestDoubleLink
{public static void main(String[] args){DoubleLink<Integer> doubleLink =new DoubleLink();doubleLink.add(8);doubleLink.add(9);doubleLink.push(1);doubleLink.push(2);System.out.println("链表的长度："+doubleLink.getSize());//按照上面的添加顺序，链表的排序应该是：2,1,8,9doubleLink.printLink();//获取指定节点的值Integer index0 = doubleLink.get(0);Integer index1 = doubleLink.get(1);System.out.println("获取头节点的值："+index0);System.out.println("获取节点1的值："+index1);//删除指定位置的节点doubleLink.remove(3);System.out.println("删除节点后的列表：");doubleLink.printLink();System.out.println("删除后链表的长度："+doubleLink.getSize());}
}

测试结果：

链表的长度：4
2 1 8 9
获取头节点的值：2
获取节点1的值：1
删除节点后的列表：
2 1 8
删除后链表的长度：3

Java自带的集合包中有实现双向链表，路径是:java.util.LinkedList，以上双向链表的实现，就是参考它的源码来实现的。

循环链表：

循环链表指的是在单向链表和双向链表的基础上，将两种链表的最后一个结点指向第一个结点从而实现循环。

循环列表分为单向循环链表和双向循环链表，循环链表和单向列表以及双向链表的区别在于，最后一个结点是否指向第一个结点，这里就不再展开了。

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