在上一节,我们知道了动态数组实现的大概原理,不过,动态数组却有一个明显的缺点,即可能会造成内存空间的大量浪费。因为当动态数组空间使用完以后,会申请一个更大的空间,用来保存数据,但是更大空间的数组,却不一定能全部使用,因此可能造成空间浪费。
🤔能否做到用到多少就申请多少内存呢?
有!链表就可以做到这一点。
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链表
例如我们添加一个元素,会首先为则个元素分配存储空间,并且在链表中存储数据,会首先创建出一个node节点对象,其中内部会有一块存储空间,用来保存要存储的数据,例如下图是一个首节点链表是一种链式存储的线性表,所有元素的内存地址不一定是连续的;
1566305122630.png
1566305226539.png
1566305313016.png
所以,由于每次添加一个元素,都是新分配的内存空间,说一每个节点之间的内存地址并不一定是连续的。
当某个节点是尾节点时,尾节点的下一个Node地址将指向null,用图形表示如下1566305570732.png
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链表的设计
链表中应该包含的元素
size - 保持链表的大小
first - 指向链表的头节点
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一个完整的链表,用图形表示如下
1566306009091.png
了解了链表的设计以后,我们就可以来了解一下链表的接口设计了。
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链表的接口设计
小提示:在阅读该小节时,建议结合demo源码进行同步阅读效果更佳,demo源码地址
由于链表和动态数组都是线性表,因此链表的大部分接口和动态数组是一致的,但实现方式不一样。因此我们可以将链表和动态数组的接口统一申明到接口文件中,关系如下1566310283422.png
1566310539362.png
至此,链表的接口设计就完成了,接下来再来了解一下接口的实现
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清空链表 - clear()
1566310888924.png
我们需要做的事情就是
将size设置为0
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将LinkedList对象中的first字段设置为null,当我们将first设置为null时,相当于头节点没有引用指向它,头节点的内存就会被系统回收,然后后节点依次被系统销毁1566311205757.png
🤔这里的next需要设置为null吗?
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添加节点 - add(int index, E element)
1566311487936.png
操作步骤如下
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将新节点的next指向Node为1的节点1566311664168.png
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然后再让Node为1节点前面的节点里面的next指向新的节点
1566311737348.png -
最后更新索引,就完成了节点的添加1566311790460.png
1566312668890.png
因此,编写链表的过程中,要注意边界测试,如index = 0、size - 1、size时
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删除元素 - remove(int index)
假设有以下一个链表对象,其中我们要删除Node为1的节点1566313216717.png
1566313330502.png
1566313429508.png
删除节点具体步骤
找到被删除节点的前一个节点
将前一个节点中的next赋值为下被删除节点的next即可
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链表练习题 - 题目来自leetcode
本节完!