java实现--单向链表的插入和删除

一、链表结构：（物理存储结构上不连续，逻辑上连续；大小不固定）

概念：

　　链式存储结构是基于指针实现的。我们把一个数据元素和一个指针称为结点。

　　　　数据域：存数数据元素信息的域。

　　　　指针域：存储直接后继位置的域。

链式存储结构是用指针把相互直接关联的结点（即直接前驱结点或直接后继结点）链接起来。链式存储结构的线性表称为链表。

链表类型：

　　根据链表的构造方式的不同可以分为：

单向链表
单向循环链表
双向循环链表

二、单链表：

概念：

链表的每个结点中只包含一个指针域，叫做单链表（即构成链表的每个结点只有一个指向直接后继结点的指针）

单链表中每个结点的结构：

1、头指针和头结点：

单链表有带头结点结构和不带头结点结构两种。

“链表中第一个结点的存储位置叫做头指针”，如果链表有头结点，那么头指针就是指向头结点的指针。

头指针所指的不存放数据元素的第一个结点称作头结点（头结点指向首元结点）。头结点的数据域一般不放数据（当然有些情况下也可存放链表的长度、用做监视哨等）

存放第一个数据元素的结点称作第一个数据元素结点，或称首元结点。

如下图所示：

不带头结点的单链表如下：

带头结点的单链表如下图：

关于头指针和头结点的概念区分，可以参考如下博客：

http://blog.csdn.net/hitwhylz/article/details/12305021

2、不带头结点的单链表的插入操作：

上图中，是不带头结点的单链表的插入操作。如果我们在非第一个结点前进行插入操作，只需要a(i-1)的指针域指向s，然后将s的指针域指向a(i)就行了；如果我们在第一个结点前进行插入操作，头指针head就要等于新插入结点s，这和在非第一个数据元素结点前插入结点时的情况不同。另外，还有一些不同情况需要考虑。

因此，算法对这两种情况就要分别设计实现方法。

3、带头结点的单链表的插入操作：（操作统一，推荐）

上图中，如果采用带头结点的单链表结构，算法实现时，p指向头结点，改变的是p指针的next指针的值（改变头结点的指针域），而头指针head的值不变。

因此，算法实现方法比较简单，其操作与对其它结点的操作统一。

问题1：头结点的好处：

　　头结点即在链表的首元结点之前附设的一个结点，该结点的数据域中不存储线性表的数据元素，其作用是为了对链表进行操作时，可以对空表、非空表的情况以及对首元结点进行统一处理，编程更方便。

问题2：如何表示空表：

　　无头结点时，当头指针的值为空时表示空表；
　　有头结点时，当头结点的指针域为空时表示空表。

如下图所示：

问题3：头结点的数据域内装的是什么？

头结点的数据域可以为空，也可存放线性表长度等附加信息，但此结点不能计入链表长度值。

三、单项链表的代码实现：

1、结点类：

编写一个Node类来充当结点的模型。我们知道，其中有两个属性，1存放数据的data，2存放下一结点的引用，

public class Node {
    //为了方便，这两个变量都使用public，而不用private就不需要编写get、set方法了。
    //存放数据的变量，简单点，直接为int型
    public int data;
    //存放结点的变量,默认为null
    public Node next;
    
    //构造方法，在构造时就能够给data赋值
    public Node(int data){
        this.data = data;
    }
}

　单链表的简单操作(增加，删除，获取总长度，链表元素排序，链表遍历)

1.1增加结点操作，addNode(Node)

 /**
     * 增加操作
     *         直接在链表的最后插入新增的结点即可
     *         将原本最后一个结点的next指向新结点
     */
    public void addNode(Node node){
        //链表中有结点，遍历到最后一个结点
        Node temp = head;    //一个移动的指针(把头结点看做一个指向结点的指针)
        while(temp.next != null){    //遍历单链表，直到遍历到最后一个则跳出循环。
            temp = temp.next;        //往后移一个结点，指向下一个结点。
        }
        temp.next = node;    //temp为最后一个结点或者是头结点，将其next指向新结点
    }

1.2 插入结点到链表的指定位置。　insertNodeByIndex(int index,Node node)

/**
     * insertNodeByIndex:在链表的指定位置插入结点。
     *         插入操作需要知道1个结点即可，当前位置的前一个结点
     * index:插入链表的位置，从1开始
     * node:插入的结点
     */
    public void insertNodeByIndex(int index,Node node){
        //首先需要判断指定位置是否合法，
        if(index<1||index>length()+1){
            System.out.println("插入位置不合法。");
            return;
        }
        int length = 1;            //记录我们遍历到第几个结点了，也就是记录位置。
        Node temp = head;        //可移动的指针
        while(head.next != null){//遍历单链表
            if(index == length++){        //判断是否到达指定位置。
                //注意，我们的temp代表的是当前位置的前一个结点。
                //前一个结点        当前位置        后一个结点
                //temp            temp.next     temp.next.next
                //插入操作。
                node.next = temp.next;            
                temp.next = node;                
                return;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

1.3删除指定位置上的结点　　delNodeByIndex(int index)

 /**
     * 通过index删除指定位置的结点,跟指定位置增加结点是一样的，先找到准确位置。然后进行删除操作。
     *             删除操作需要知道1个结点即可：和当前位置的前一个结点。
     * @param index：链表中的位置，从1开始
     * 
     */
    public void delNodeByIndex(int index){
        //判断index是否合理
        if(index<1 || index>length()){
            System.out.println("给定的位置不合理");
            return;
        }

        //步骤跟insertNodeByIndex是一样的，只是操作不一样。    
        int length=1;
        Node temp = head;
        while(temp.next != null){
            if(index == length++){
                //删除操作。
                temp.next = temp.next.next;    
                return;
            }
            temp = temp.next;
        }    
    }

1.4计算单链表的长度

/**
     * 计算单链表的长度，也就是有多少个结点
     * @return    结点个数
     */
    public int length() {
        int length=0;
        Node temp = head;
        while(temp.next != null){
            length++;
            temp = temp.next;
        }
        return length;
    }

1.5遍历单链表，打印data

/**
     * 遍历单链表，打印所有data
     */
    public void print(){
        Node temp = head.next;
        while(temp != null){
            System.out.print(temp.data+",");
            temp = temp.next;
        }
        System.out.println();
    }

java实现--单向链表的插入和删除

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