【Java链表】从概念结构到单向链表创建，增删查改全流程实战

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🔍系列专栏：Java.数据结构

【前言】

你是否在数据结构的学习中对“链表”感到困惑？它的概念为何如此重要？带头不带头、循环不循环、双向单向这些结构分类又有何区别？在实际开发中，单向链表的创建、打印、增删查改等操作该如何实现？ 本文将带你走进链表的世界。

一、链表的概念

• 相比于ArrayList,链表更适合插入和删除数据；
• 链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的，说人话就是它的内存地址不一定连续，逻辑上是连续的，就相当于火车，一节一节的被链接起来
  

二、链表的结构

链表分为带头不带头，单向双向，循环不循环，一共八种，但我们用的就是两种：

• 单向，不带头，非循环
• 双向，不带头，非循环

1.带头不带头

带头：即使在前面头插一个节点，它的头依然是0*999，它不存储数据，用来指向第一个存储数据有效的节点
不带头：头插节点就变成了它头

2.循环不循环

非循环：最后一个节点next域为null;
循环：最后一个节点next域为第一个节点的地址，形成闭环

3.双向单向

单向：每个节点只包含走向下一个节点的地址，只能从前往后遍历
双向：每个节点包含两个地址，它可以从任意节点从前或者往后走

三、单向链表实现

链表由节点组成，每个节点包含数据域和next域，可以将其定义为内部类，然后在类外定义head变量，因为head属于链表的属性

 //定义静态内部类来表示节点对象static class ListNote{//数据public int val;//节点的引用public ListNote next;public ListNote(int val){this.val = val;}}//存储链表的头节点的引用public ListNote head;

1.创建链表

创建5个节点，通过node1.next = node2这种方式将一个个节点连接起来,然后head = node1，head引用指向node1引用指向的内容，执行完后系统会回收局部变量node…剩下一个head，对象不会被回收

public void createList(){ListNote note1 = new ListNote(11);ListNote note2 = new ListNote(22);ListNote note3 = new ListNote(33);ListNote note4 = new ListNote(44);ListNote note5 = new ListNote(55);note1.next = note2;note2.next = note3;note3.next = note4;note4.next = note5;head = node1;}

2.打印链表

当head不等于空，进入循环，打印然后head.next向后遍历，直到head等于空，遍历完成

【注意】结束条件是head != null,如果是head.next != null，就打印不到最后一个节点的值，如下图，head.next==null,不进入循环打印不到55

public void display() {ListNote cur = this.head;//避免head为空，找不到链表while (head != null){System.out.println(head.val+" ");head =head.next;}System.out.println();}

2.求链表长度

public int size() {int count = 0;ListNote cur = this.head;while (cur != null){count++;cur = cur.next;}return count;}

3.查找key方法

public boolean contains(int key) {ListNote cur = this.head;while (cur != null){if (cur.val == key){return true;}cur =cur.next;}return false;}

4.头插法

首先创建一个新的节点，99，next为null。要插入进去，先让新节点与后面的节建立联系，note.next = head,然后让head指向新的节点，让head = note,顺序不能打乱，所有的插入都要先绑住后边

public void addFirst(int data) {ListNote note = new ListNote(data);note.next = head;head = note;}

【注意】可以通过头插法直接创建列表（打印出来顺序是倒着的）

 mySingleList.addFirst(99);mySingleList.addFirst(11);mySingleList.addFirst(22);mySingleList.addFirst(33);mySingleList.addFirst(44);mySingleList.addFirst(55);mySingleList.display();

5.尾插法

在链表的最后添加一个新的节点，只需要找到最后一个节点，让最后一个节点的next等于新的节点的地址,cur.next = note，但需要考虑一个问题，如果链表本来就是空的，head为空，需要判断一下，让head直接指向node,return.

public void addLast(int data) {ListNote note = new ListNote(data);//如果链表是空的，插入的节点就是第一个节点if (head == null){head = note;return;}//找到链表的尾巴ListNote cur = head;while (cur.next != null){cur = cur.next;}//cur指向的节点就是尾巴节点cur.next = note;}

6.指定位置插入

index位置分为三种：头，尾，中间

index为0，使用头插法
index等于链表长度，使用尾插法
中间位置：找到插入位置的前一个节点，先然后让新节点的next等于前一个节点的next（也就是要插入位置那个节点的地址），然后让新节点的next等于node
如果位置不合法，写一个异常

 public void addIndex(int index, int data) {checkPos(index);if(index == 0){addFirst(data);return;}if (index == size()){addLast(data);return;}ListNote cur = findIndex(index);ListNote note = new ListNote(data);note.next = cur.next;cur.next = note;}private ListNote findIndex(int index){ListNote cur = head;int count = 0;while (count != index-1){cur = cur.next;count ++;}return cur;}private void checkPos(int index){if(index < 0 || index > size()){throw new CheckPosException("index位置不合法"+index);}}

7.删除值为key的节点

判断有没有key的节点，没有直接return,如果有就找到这个节点的前一个节点，让前一个节点链接它后面的节点，cur.next = del.next,此时，它就会被回收

public void remove(int key) {if(head ==null){System.out.println("链表为空，无法删除");return;}//删除头节点，判断，让head跳到下一个节点if(head.val == key){head = head.next;return;}//删除其他节点ListNote cur = search(key);if(cur == null){System.out.println("没有"+key);return;}ListNote del = cur.next;cur.next = del.next;}//找key的前一个节点，返回curprivate ListNote search(int key){ListNote cur = head;while (cur != null){if(cur.next.val == key){return cur;}cur = cur.next;}return null;}

8.删除所有值为key的节点

• 先创建cur表示要删除的节点，prev表示前一个节点。当cur等于key时，让prev的next去指向cur的next,cur继续往后走；不等于key还是继续往后走，cur=cur.next,prev=cur直到找完所有key。
• 不过头节点需要注意，不能用先用if判断，判断完第一个，下一个可能还是key，要将后面key找完，再判断头节点是不是key，是就让head指向head.next（下一个节点）或者一开始使用while循环判断head是不是key

public void removeAllKey(int key) {if(head == null){return;}ListNote prev = head;ListNote cur = head.next;while (cur!=null){if(cur.val == key){prev.next = cur.next;cur = cur.next;}else {prev = cur;cur = cur.next;}}if(head.val == key){head = head.next;}}

9.清空链表

• 直接让head == null,后面节点无法被引用，都被回收了
• 或者制空每个节点的val和next，先创建一个curN放在第二个节点，保存信息，（否则cur.next被制空后后面节点找不到了）

public void clear() {this.head = null;}

public void clear() {ListNote cur = head;while (cur!=null){ListNote curN = cur.next;cur.next = null;cur = curN;}head = null;}

【总结】

通过本文的学习，我们系统地梳理了链表的概念，明确了它是一种适合频繁插入、删除操作的数据结构；深入分析了链表的三类核心结构（带头/不带头、循环/不循环、双向/单向），理解了不同结构的适用场景；并针对单向链表，从创建到清空，完整掌握了九大操作的实现逻辑与方法