链表LinkedList

定义
链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。相比于线性表顺序结构，操作复杂。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。
优点
真正的动态，不需要处理固定容量问题
缺点
丧失了随机访问的能力
LinkedList.java
设置了虚拟头节点，让在链表头添加元素不在特殊，使得链表添加元素都是使用同一种方式

public class LinkedList<E> {
    private class Node {
    // 内部类将节点设为私有 隐藏实现细节
        public E e;// 元素
        public Node next;// next指针
        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; // 设置虚拟头节点
    int size;// 链表中元素个数
    public LinkedList() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        dummyhead = new Node(null, null);
        size = 0;
    }
    // 获取链表中的元素个数
    public int getSize() {
        return size;
    }
    // 返回链表是否为空
    public boolean isEmpty() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return size == 0;
    }
    // 在链表的index位置添加一个元素
    public void add(int index, E e) {
        if (index < 0 || index > size) {
            try {
                throw new Exception("index越界");
            } catch (Exception e1) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e1.printStackTrace();
            }
        }
        Node prev = dummyhead;// 创建一个索引与dummyhead指向一致
        for (int i = 0; i < index; i++) // 需要找到索引的前一个位置
            prev = prev.next;// prev在链表中移动
        // Node node = new Node(e);//创建一个node
        // node.next = prev.next;//node.next指向prev.next
        // prev.next = node;//prev.next指向node
        prev.next = new Node(e, prev.next);// 等于 上面3行代码
        size++;
    }
    // 在链表尾部添加元素
    public void addLast(E e) {
        add(size, e);
    }
    // 在链表头添加元素
    public void addFirst(E e) {
        // TODO Auto-generated method stub
        add(0, e);
    }
    // 获得链表的第index个元素
    public E get(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            try {
                throw new Exception("index越界");
            } catch (Exception e1) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e1.printStackTrace();
            }
        }
        Node cur = dummyhead.next;// 寻找第index个元素
        for (int i = 0; i < index; i++)
            cur = cur.next;
        return cur.e;// 返回cur.e就是第index个元素
    }
    // 获得第一个元素
    public E getFirst() {
        return get(0);
    }
    // 获得最后一个元素
    public E getLast() {
        return get(size - 1);
    }
    // 修改链表的第index个元素
    public void set(int index, E e) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            try {
                throw new Exception("index越界");
            } catch (Exception e1) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e1.printStackTrace();
            }
        }
        Node cur = dummyhead.next;// 寻找第index个元素
        for (int i = 0; i < index; i++)
            cur.e = e;
    }
    // 查找链表中是否有元素e
    public boolean contains(E e) {
        Node cur = dummyhead.next;
        while (cur != null) {
            if (cur.e.equals(e)) // 判断cur.e是否等于用户传来的e
                return true;
            cur = cur.next;// 依次遍历
        }
        return false;
    }
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        // Node cur = dummyhead.next;
        // while (cur != null) {
        // res.append(cur + "->");
        // cur = cur.next;
        // }
        for (Node cur = dummyhead.next; cur != null; cur = cur.next)
            res.append(cur + "->");
        res.append("NULL");
        return res.toString();
    }
    // 删除链表中第index个元素，并返回删除的元素
    public E remove(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            try {
                throw new Exception("index越界");
            } catch (Exception e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        Node prev = dummyhead;
        for (int i = 0; i < index; i++)
            prev = prev.next;
        Node retNode = prev.next;// prev.next所指的元素就是要删除的节点retNode
        prev.next = retNode.next;// prev.next跳过retNode直接指向retNode.next
        retNode.next = null;// 垃圾回收retNode.next
        size--;
        return retNode.e;
    }
    // 删除链表中第一个元素，返回删除的元素
    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }
    // 删除链表中最后一个元素，返回删除的元素
    public E removeLast() {
        return remove(size - 1);
    }
}

测试

public class LinkedListText {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Integer> linkedlist = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            linkedlist.addFirst(i);//这里使用的是头插法，使用尾插法则使用linkedlist.addLast(i);
            System.out.println(linkedlist);
        }
        linkedlist.add(2, 24);
        System.out.println(linkedlist);
        linkedlist.remove(2);
        System.out.println(linkedlist);
        linkedlist.removeFirst();
        System.out.println(linkedlist);
        linkedlist.removeLast();
        System.out.println(linkedlist);
    }
}