一、创建链表初始化值
创建一个类用来实现链表的一些基础功能，定义链表的节点，链表的节点中有两个属性：value表示节点保存的值，next表示下一个节点的地址值，就是引用下一个节点的对象，根据创建好的Node 节点类，创建自定义链表类的属性值head表示链表的头结点，定义节点的构造方法，以便外界调用链表时初始化节点值。
public class SingleLinkedList implements Iterable<Integer> { //头指针 private Node head; /** * 节点类 */ private static class Node { int value; Node next; public Node(int value, Node next) { this.value = value; this.next = next; } } }
二、向链表头部添加
向头部添加节点时要考虑两种情况：
- 链表为空：直接将链表的头指向新节点即可
- 链表非空： 由于链表不为空，并且是向链表的头部添加元素，所以将新创建的节点的next值指向原来的头head，再将头head指向新节点即可
由于是向链表头部添加元素，所以链表非空的情况对于链表为空时同样适用，于是向链表头部添加只需一行代码即可完成
/** * 向链表头部添加 * * @param value 要添加的节点的值 */ public void addFirst(int value) { //1.链表为空 //head = new Node(value,null); //2.链表非空 head = new Node(value, head); }
三、遍历链表
3.1 迭代器遍历
注意到在创建自定义链表SingleLinkedList 类时实现了
Iterable<Integer>接口，增强for循环底层就是一个迭代器可以通过实现迭代器接口对链表进行遍历操作，迭代器遍历需要重写
Iterator<>接口中的iterator()方法，重写iterator()方法，返回类型为Iterator<Integer>，返回的是一个迭代器对象，泛型这里写的是整型，表示链表中的数据值是整型，方法内部返回一个实现了Iterator<Integer>接口的匿名内部类，这个匿名内部类实现了Iterator<Integer>接口中的hasNext()方法和next()方法，分别表示是否有下一个元素和返回当前值并指向下一个元素，在hasNext()方法中通过判断当前节点是否为空来判断是否有下一个元素，当前节点不为空时，next()通过将当前节点的值赋给一个临时变量，再遍历下一个节点，继续判断，返回临时变量的值。
/** * 迭代器遍历 * * @return 返回迭代器对象 */ @Override public Iterator<Integer> iterator() { //匿名内部类 return new Iterator<Integer>() { Node pointer = head; @Override public boolean hasNext() { //是否有下一个元素 return pointer != null; } @Override public Integer next() { //返回当前值，指向下一个元素 int value = pointer.value; pointer = pointer.next; return value; } }; }
3.2通过函数式接口实现（while循环）
Consumer<T>是一个函数式接口，定义一个方法，参数为Consumer<T>类型，方法内定义一个变量指向链表的头，当前节点不为空时，说明当前节点有值，此时调用Consumer<T>接口中的accept()方法，将当前节点的值传给accept()，当遍历链表时，传过来的参数就表示链表中节点的值，外界进行调用时，只需传一个参数，然后通过匿名内部类的方式或Lambda表达式对这个参数进行任何业务操作（如打印）
/** * 遍历链表 * * @param consumer 通过函数式接口实现 */ public void loop1(Consumer<Integer> consumer) { //定义一个变量指向链表的头 Node pointer = head; //依次遍历链表 while (pointer != null) { consumer.accept(pointer.value); pointer = pointer.next; } }
3.3通过函数式接口实现（for循环）
与while循环类似，只是在方法内部遍历链表时采用不同的方式进行判断，最后都是将链表中的值当做参数传给
Consumer接口中的accept方法，调用这个方法时传过来的参数就表示链表的所有节点值。
/** * for循环遍历 * * @param consumer 通过函数式接口实现 */ public void loop2(Consumer<Integer> consumer) { for (Node pointer = head; pointer != null; pointer = pointer.next) { consumer.accept(pointer.value); } }
四、找最后一个节点
链表为空：返回空
链表非空：定义一个节点变量指向头，再通过这个变量遍历链表，当当前节点的下一个节点为空时，表示此节点为最后一个节点，返回当前节点
/** * 找最后一个节点 * * @return 返回最后一个节点 */ private Node findLast() { if (head == null) { return null; } Node pointer = head; while (pointer.next != null) { pointer = pointer.next; } return pointer; }
五、向链表尾部插入元素
创建新节点
1.链表为空：由于此时链表中没有任何节点，直接将head指向新节点即可
2.链表非空：定义一个节点变量将这个变量指向找到的最后一个节点（通过findLast()方法），再将这个节点的下一个地址指向新节点
/** * 向链表尾部插入元素 * @param value 要插入的值 */ public void addLast(int value) { Node newNode = new Node(value, null); //链表为空时 if (head == null) { head = newNode; return; } Node last = findLast(); last.next = newNode; }
六、 根据索引查找节点
通过for循环遍历，定义一个节点指针指向头head，当此时p不为空时，表示节点有值，定义变量i初始值为0，用于与要查找的值比较，循环内判断当前索引与传递的索引是否相同，若是相同，则返回p的值（此时p指向的节点在链表中的索引与用户查的索引相同），否则，p指向p的next，i++，遍历完链表后仍未找到，则返回空。
/** * 根据索引查找节点 * * @param index 索引值 * @return 返回该索引对应的节点 */ private Node findNode(int index) { int i = 0; for (Node p = head; p != null; p = p.next, i++) { if (i == index) { return p; } } return null; }
七、获取指定索引的节点的值
通过调用findNode(int index)方法拿到该索引对应的节点，先判断节点是否为空，若为空，表示该索引无效，抛出指针异常，若不为空，则直接返回当前节点的值。
/** * 获取指定索引的节点的值 * * @param index 要查找的索引 * @return 返回该索引下节点的值 */ public int getValue(int index) { Node node = findNode(index); if (node == null) { throw getIllegalArgumentException(index); } return node.value; } private IllegalArgumentException getIllegalArgumentException(int index) { return new IllegalArgumentException( String.format("index [%d] 不合法%n", index)); }
八、向某一索引处添加元素
要添加元素，先创建一个保存该元素的节点
若传过来的索引值为0，此时添加元素就是头插，直接调用addFirst()或者将新节点的next指向head，然后head指向新元素，返回即可
若传来的索引不为0，则调用findNode(index)找到当前索引对应的节点，调用findNode(index - 1)找到当前索引的前一个索引对应的节点，若前一个索引的节点为空，表示链表为空，抛出指针异常，若都满足，则将索引上一个对应的节点的next指向新的节点，新节点的next指向索引所以对应的节点，添加完成。
/** * 向某一索引处添加元素 * @param index 插入的索引 * @param value 新节点的值 */ public void insert(int index, int value) { Node newNode = new Node(value, null); if (index == 0) { addFirst(value); return; } Node node = findNode(index); Node prev = findNode(index - 1); if (prev == null) { throw getIllegalArgumentException(index); } prev.next = newNode; newNode.next = node; } private IllegalArgumentException getIllegalArgumentException(int index) { return new IllegalArgumentException( String.format("index [%d] 不合法%n", index)); }
九、删除第一个节点
链表为空时，不需要删除
链表不为空，直接将head头指向head的next即可
/** * 删除第一个节点 */ public void removeFirst() { if (head == null) { throw getIllegalArgumentException(0); } head = head.next; } private IllegalArgumentException getIllegalArgumentException(int index) { return new IllegalArgumentException( String.format("index [%d] 不合法%n", index)); }
十、删除索引位置对应的元素
当索引为0时，直接调用头删removeFirst()
当索引不为0时，先通过findNode(index - 1)找到要删索引的前一个节点，在通过findNode(index)找到要删的索引对应的节点，当链表为空，抛出异常，当这两个索引对应的节点为空时，说明索引异常，也要抛出异常，以上都满足不为空时，开始删除，直接将上一个索引对应的节点的next指向当前索引对应的节点的next即可。
/** * 删除索引位置对应的元素 * @param index 索引 */ public void remove(int index) { if (index == 0) { removeFirst(); return; } //找到该索引的上一个节点 Node prev = findNode(index - 1); //找到该索引的节点 Node node = findNode(index); if (head == null) { throw getIllegalArgumentException(0); } if (node == null) { throw getIllegalArgumentException(index); } if (prev == null) { throw getIllegalArgumentException(index); } prev.next = node.next; } } private IllegalArgumentException getIllegalArgumentException(int index) { return new IllegalArgumentException( String.format("index [%d] 不合法%n", index)); }
