数据结构java版链表基础篇



什么是链表？

链表（Linked List）是一种常见的数据结构，由一系列节点（Node）组成，每个节点包含两个部分：一部分用于存储数据（称为数据域），另一部分用于存储指向下一个节点的指针（或链接、引用）。链表是线性数据结构的一种，但与数组不同的是，链表中的元素在内存中的存储位置不必连续。

链表有多种类型，主要包括以下几种：

1. 单向链表（Singly Linked List）：
   • 每个节点包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针。
   • 最后一个节点的指针为 或 ，表示链表的结束。
2. 双向链表（Doubly Linked List）：
   • 每个节点包含一个数据域、一个指向下一个节点的指针和一个指向前一个节点的指针。
   • 第一个节点的指向前一个节点的指针为 或 ，最后一个节点的指向下一个节点的指针为 或 。
3. 循环链表（Circular Linked List）：
   • 最后一个节点的指针指向第一个节点，形成一个循环。
   • 可以是单向循环链表或双向循环链表。
4. 带哨兵节点（Sentinel Node）的链表：
   • 在链表头部添加一个哨兵节点，简化链表操作中的边界条件处理。
   • 哨兵节点不存储实际数据，只是起到标记作用。

链表的主要操作包括：

• 插入（Insert）：在链表的某个位置插入一个新的节点。
• 删除（Delete）：删除链表中的某个节点。
• 查找（Search）：查找链表中是否包含某个值或某个节点。
• 遍历（Traverse）：从头到尾遍历链表中的每个节点。

数据结构java版链表基础篇

链表的优点：

• 插入和删除操作高效，不需要移动大量元素。
• 动态性强，可以方便地调整链表的大小。

链表的缺点：

• 需要额外的存储空间来存储指针。
• 访问某个特定元素（非头节点）需要从头节点开始遍历，效率较低。

链表在多种应用场景中都有广泛应用，如实现队列、栈、哈希表等数据结构，以及在一些算法中如图的遍历、路径搜索等。

链表的Java实现

在Java中，我们可以使用类和对象来实现上文提到的四种链表：单向链表、双向链表、循环链表和带哨兵节点的链表。以下是每种链表的简单实现：

1. 单向链表（Singly Linked List）

2. 双向链表（Doubly Linked List）

3. 循环链表（Circular Linked List，这里以单向循环链表为例）

注意：上面的循环链表实现为了简化插入操作而使用了指针。在实际应用中，你可能需要维护一个指针来方便地访问链表的开始，并相应地调整插入和删除操作。

4. 带哨兵节点的链表（以单向链表为例）

注意：在带哨兵节点的链表中，哨兵节点通常不存储有效数据，而是用作链表的开始或结束标记。上面的实现中，我使用了来标记哨兵节点，但在实际应用中，你可能需要定义一个更明确的标记方式，比如使用值配合特定的逻辑来处理哨兵节点。另外，上面的循环引用（）是可选的，取决于你是否需要链表保持循环结构。如果不需要循环结构，可以将设置为。

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