自定义链表结构

链表是一种线性结构，是最简单的真正意义上的动态数据结构。

链表实现：

public class LinkedList<E> {

    private class Node{
        public E e;//权限为public，外部类就能直接访问了
        public Node next;

        public Node(E e,Node next){
            this.e = e;
            this.next = next;
        }

        public Node(E e){
            this(e,null);
        }

        public Node(){
            this(null,null);
        }

        @Override
        public String toString(){
            return e.toString();
        }
    }

    private Node dummyHead;//虚拟头结点，存放链表的第一个元素
    private int size;//记录链表中有多少个元素

    public LinkedList(){
        dummyHead = new Node(null,null);//对于一个空链表来说，存在一个结点,就是唯一的虚拟头结点
        size = 0;
    }

    //获取链表中的元素个数
    public int getSize(){
        return size;
    }

    //判断当前链表是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return size == 0;
    }


    //在链表的index位置添加新的元素e，
    //在链表中不是一个常用的操作，练习用:）
    //这个添加过程不够优雅
    //O（n / 2） = O(n)
    public void add(E e,int index){

        //先判断索引的合法性
        if(index < 0 || index > size){
            throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
        }

            Node prev = dummyHead;
           //举一个只有3个结点的例子，往索引为2的位置添加，来理解index这个边界条件
            for(int i = 0; i < index; i++){
                prev = prev.next;//也就是让prev一直向前移动，直到找到index这个位置前一个结点，我们就找到了待插入位置前面的那一个结点
            }

            Node node = new Node(e);
            node.next = prev.next;
            prev.next = node;

            //优雅写法，代替上面3句
            //prev.next = new Node(e,prev.next);

            size ++;
        }


    //在链表头添加元素
    //O(1)
    public void addFirst(E e){
//        Node node = new Node(e);
//        node.next = head;
//        head = node;

        //优雅写法
//        head = new Node(e,head);//好好体会???
//
//        size++;

        //复用
        add(e,0);
    }

    //向链表末尾添加新的元素e
    //O(n) 因为我们必须从链表头开始遍历，一直遍历到尾巴的地方
    public void addLast(E e){
        add(e,size);
    }

    //获得链表的第index个位置的元素
    //在链表中不是一个常用的操作，练习用
    //O（n）
    public E get(int index){
        //先判断索引的合法性
        if(index < 0 || index > size){
            throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
        }

        //开始遍历整个链表,我们现在要遍历的就是index这个位置
        Node cur = dummyHead.next;
        for(int i = 0; i < index; i++){
            cur = cur.next;
        }
        return cur.e;
    }

    //获得链表的第一个元素
    public E getFirst(){
        return get(0);
    }

    //获得链表的最后一个元素
    public E getLast(){
        return get(size - 1);
    }

    //修改链表的第index个位置的元素为e
    //在链表中不是一个常用的操作，练习用
    //O(n)
    public void set(int index ,E e){
        //先判断索引的合法性
        if(index < 0 || index > size){
            throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
        }

        Node cur = dummyHead.next;

        for(int i = 0; i < index; i++){
            cur = cur.next;
        }
        cur.e = e;
    }

    //查找链表中是否有元素e
    //O(n)
    public boolean contains(E e){
        Node cur = dummyHead.next;

        while(cur != null){//说明当前结点是一个有效结点
            if(cur.e.equals(e)){
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }

        //while结束说明我们把整个链表都遍历完一遍了还没找到
        return false;
    }

    @Override
    public String toString(){
        StringBuilder res = new StringBuilder();

        Node cur = dummyHead.next;
        while(cur != null){
            res.append(cur + "->");
            cur = cur.next;
        }
        res.append("NULL");

        return res.toString();
    }

    //从链表中删除index位置的元素，返回删除的元素
    //练习用
    //O(n / 2) = O(n)
    public E remove(int index){
        if(index < 0 || index > size){
            throw new IllegalArgumentException("index illegal");
        }

        Node prev = dummyHead;
        for(int i = 0; i < index; i++){
            prev = prev.next;
        }

        Node delNode = prev.next;
        prev.next = delNode.next;
        delNode.next = null;
        size --;

        return delNode.e;
    }

    //从链表只删除第一个元素，返回删除的元素
    //O（1）
    public E removeFirst(){
        return remove(0);
    }

    //从链表中删除最后一个元素
    //O（n）
    public E removeLast(){
        return remove(size - 1);
    }

    //从链表中删除元素e
    public void removeElement(E e){

        Node prev = dummyHead;
        while(prev.next != null){
            if(prev.next.e.equals(e)){
                break;
            }
            prev = prev.next;
        }

        if(prev.next != null){
            Node delNode = prev.next;
            prev.next = delNode.next;
            delNode.next = null;
        }
    }
}

测试类:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();

        for(int i = 0; i < 5; i++){
            linkedList.addFirst(i);//O(1)
            System.out.println(linkedList.toString());
        }

        linkedList.add(666,2);
        System.out.println(linkedList.toString());

        linkedList.remove(2);
        System.out.println(linkedList.toString());

        linkedList.removeFirst();
        System.out.println(linkedList.toString());

        linkedList.removeLast();
        System.out.println(linkedList.toString());
        /*
            0->NULL
            1->0->NULL
            2->1->0->NULL
            3->2->1->0->NULL
            4->3->2->1->0->NULL
            4->3->666->2->1->0->NULL
            4->3->2->1->0->NULL
            3->2->1->0->NULL
            3->2->1->NULL
         */
    }


}