1.什么是单链表

链表里的数据是以节点的方式表示的，每一个结点的组成是由：元素+指针来组成的，元素就是存储数据里的存储单元，指针就是用来连接每一个结点的地址数据。这个以结点的序列来表示线性表被称作为单链表。

单链表是一种链式储存结构。在物理储存单元不连续，非顺序。

• 结点里的数据域是用来存储数据元素的
• 指针是用于指向下一个具有相同结构的结点
• 因为只有一个指针结点，故而被称为单链表

2.单链表的实现

（1）定义数据节点实体

（2）向链表末尾增加元素

（3）指定下标向链表增加元素

（4）删除指定下标元素的数据

（5）修改指定下标的元素

（6）获取指定下表的元素

（7）循环遍历输出

（8）获取当前有效的元素个数

3.单链表测试

（1）整体代码实现

public class SingleLinkedList {/*** 定义头节点*/public Node head = new Node<>(null);/*** 链表有效元素个数*/private int length=0;/*** 向单链表中添加一个元素* @param data*/public void add(T data){//定义当前数据Node nodeData = new Node<>(data);//定义辅助指针Node cur = head;//while 循环不断遍历找到最后一个节点while (cur.next != null) {//只要有下一个节点，辅助指针就向下移动一位cur = cur.next;}//while循环之后，cur已经是最后一个节点，将data赋值到cur的下一个节点上cur.next = nodeData;//整体链表长度++length++;}/*** 向单链表中添加一个元素* @param data*/public void add(int index,T data){//判断index是否合法if(index <0 || index >length){System.out.println("index不合法");return;}//定义当前数据Node nodeData = new Node<>(data);//定义辅助指针Node cur = head;//找到当前index的元素for (int i = 0; i < index; i++) {cur = cur.next;}//将当前节点的next设置成cur的nextnodeData.next = cur.next;//将cur.next设置成nodeData（当前节点）cur.next = nodeData;//整体链表长度++length++;}/*** 遍历输出链表中全部节点*/public void show(){//定义辅助指针Node cur = head;//判断链表中是否存在元素if (cur.next == null){System.out.println("当前单向链表中元素为空");return;}while (cur.next != null){System.out.print(cur.next.data+" ");cur = cur.next;}System.out.print("\n");}/*** 修改指定下标的数据* @param index* @param data*/public void update(int index,T data){Node cur = head;if(index > length){System.out.println("当前index查过边界");return;}//遍历寻找指定index的节点for (int i = 0; i <= index; i++) {cur = cur.next;}//找到之后将新的data赋值上去cur.data = data;}/*** 删除指定下标元素* @param data*/public void delete(int index){Node cur = head;if(index > length){System.out.println("当前index超过边界");return;}//遍历寻找指定index的节点for (int i = 0; i < index; i++) {cur = cur.next;}//找到之后将新的data赋值上去，将后一个data赋值到当前节点上cur.data = cur.next.data;//将当前节点的next变成当前节点的next.next相当于将当前元素的next节点删掉cur.next = cur.next.next;//单链表整体有效元素减一length--;}/*** 获取指定下标元素的数据* @param index* @return*/public T get(int index){//校验参数是否合法if(index<0 || index>length){System.out.println("当前index超过边界");}//定义辅助节点Node cur = head;//找到对应下标的nodefor (int i = 0; i <=index; i++) {cur = cur.next;}//返回node.datareturn cur.data;}/*** 获取单链表的长度* @return*/public int length(){return this.length;}/*** 内部节点类* @param */class Node{/*** 定义数据*/public T data;/*** 定义下一个节点的*/public Node next;public Node(T data) {this.data = data;}}
}

（2）测试代码

public class Main {public static void main(String[] args) {SingleLinkedList singleLink = new SingleLinkedList<>();//增加元素singleLink.add(1);singleLink.add(2);singleLink.add(3);System.out.print("新增之后：");singleLink.show();//删除元素singleLink.delete(0);System.out.print("删除index为0之后：");singleLink.show();//修改元素singleLink.update(0,9);System.out.print("修改index为0之后：");singleLink.show();//获取单链表的长度int length = singleLink.length();System.out.println("单链表的长度："+length);//获取指定下标的数据System.out.println("获取指定下标的数据："+singleLink.get(1));//指定下标插入数据singleLink.add(1,6);System.out.print("在index为1位置插入数据之后：");singleLink.show();}
}

4.链表的优缺点

• 优点：

  • 链表的内存空间不连续。

  • 如果知道要处理节点的前一个位置，则进行插入和删除的复杂度为O(1);

  • 如果不知道要处理节点的前一个位置，则进行插入和删除的复杂度为O(N)。

  • 头插、头删的效率高，时间复杂度是O(1)。

  • 没有空间限制，不会溢出，可以存储很多元素。

• 缺点：

  • 链表不支持随机访问，查找元素效率低，需要遍历节点，时间复杂度是O(n)。