Java数据结构之链表的原理及LinkedList的部分源码剖析

一、为什么要学习数据结构

做为一名程序员,不管你是用什么编程语言,数据结构是取底层的东西。就相当于盖楼的地基一样,地基做不好,上边再好也没有用。

在高级语言中,一般会对这些基础的数据结构进行封装,我们学要学习这些基础的东西吗?
当然是的,只有知道这些基础的东西,我们才能更好地使用语言封装好的api。举个最简单的例子,在Java中,List的实现类有ArrayList,LinkedList,Vector,你知道在什么情况下用哪个效率最高吗?只有知道其底层源才能更好地利用。

如何学习数据结构?
可以看书,看视频,看博客...但是最重要的一点,一定要自己用手去敲,比如自己去写一个链表,自己去模拟一个栈,一个队列等。可能你写的没有在语言中封装的那么用好,但是你一定会收获颇丰的。

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小鱼与Java

二、什么是数据和数据结构? 数据就是一些或某部分有关系的内容的组合。
数据结构是数据的存储方式。从不同的角度来讨论,分类如下:
|按逻辑结构分|按物理结构分|
|-|-|
|线性结构|顺序存储结构|
|集合结构|链式存储结构|
|树形结构||
|图形结构||

逻辑结构,即按照人们的思维逻辑对其分类。

物理结构就是数据在磁盘上的存储方式,可以是一整块存储区域,也可以是不同的存储块(但是它们之前有关系,所以就划分为一组数据)。

二、物理结构分法的分类 顺序存储

就是在磁盘上连续存储的,在Java中就是数组,它从第一个索引开始,所有的数据都是紧跟其后的。

链式存储

这些数据(称为数据元素,是不可再分隔的)在磁盘上是分开存储的,只是因为它们之间有一些关系,所以我们就将其联系到了一起,组成了一种数据结构————链表。

代码实现 对于顺序存储的来说,在Java中就是数组,所以不做代码实现。 对于链式存储,就是在其中任何一个元素,除了存储它本身的数据外,还存储另一个或多个数据元素的存储位置。主要分类有下: 单向链表:

就是在这个元素中,除了存储它自身的数据还存储了它的下一个数据

单向链表

class LinkedNode<T> { private T data; private LinkedNode<T> next; public LinkedNode(T data) { this.data = data; //在构建这个时,我们就让它的下一个指针为null next = null; } }

接下来写一个管理它的类,我们写一个add(T t)方法,就是插入到最后

public class MyLinked<T> { /** * 用一个头指针来表示这个链表的头 */ private LinkedNode<T> first; public MyLinked() { } /** * 提供一个有参构造方法 * * @param t */ public MyLinked(T t) { this.first = new LinkedNode<>(t); first.next=null; } /** * 往链表中添加元素,默认是添加到最后的 * * @param t */ public void add(T t) { if (first == null) { first = new LinkedNode<>(t); } else { LinkedNode herd = first; while (herd.next != null) { herd = herd.next; } //当从这个循环中出来的时候,这个herd.next就是null,也就是说这个herd就是这个链表的最后一个元素 herd.next = new LinkedNode(t); } } }

我们写的这个add方法,是要遍历整个链表来做此操作。
以上就是最简单的一个链表类了,我们使用了泛型为了让其更加通用。

双向链表

双向链表


双向链表就是在这个链表中存储了自身的数据,还存储了它的前一个和后一个数据的地址。

class LinkedNode<T> { private T data; private LinkedNode<T> prev; private LinkedNode<T> next; public LinkedNode(T data) { this.data = data; this.prev = null; this.next = null; } } 循环链表表

它也分为单向循环链表和双向循环链表

在单向链表中,最后一个元素的next不是null,而是指向第一个元素

在双向链表中它的第一个元素的prev是最后一个元素,最后一个元素的next是第一个元素。

因为它是双向循环的,所以在效率上要比单向的下快一些。
比如,这个链表的长度是50,我们要找第48个元素。如果是单身的话,它只能从0->1->2.....->48,这样要遍历前48个元素;如果是双向的话,我们只需要50->49->48,三次就够了。

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