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今天我們將開始第二個(gè)數(shù)據(jù)類型-鏈表的學(xué)習(xí) ，同樣我們還是用最原始的方式，自己申請(qǐng)內(nèi)存管理內(nèi)存來實(shí)現(xiàn)一個(gè)鏈表。

01、定義什么是鏈表？鏈表在物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為非順序性和非連續(xù)性，因此鏈表的數(shù)據(jù)元素物理存儲(chǔ)位置是隨機(jī)的，動(dòng)態(tài)分配的；而在邏輯結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為線性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) ，即元素一個(gè)連著一個(gè)元素串起來像一條線\t 。
節(jié)點(diǎn)：其中鏈表元素又叫節(jié)點(diǎn) ，一個(gè)節(jié)點(diǎn)主要包含數(shù)據(jù)域和指針域，其中數(shù)據(jù)域主要存放數(shù)據(jù)元素，而指針域主要存放下一個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)位置地址。
頭指針：一個(gè)表示鏈表第一個(gè)節(jié)點(diǎn)位置的普通指針，并且永遠(yuǎn)指向第一個(gè)節(jié)點(diǎn)位置，方便后面使用鏈表。
頭節(jié)點(diǎn)：通常表示鏈表的第一個(gè)節(jié)點(diǎn) ，并且節(jié)點(diǎn)內(nèi)數(shù)據(jù)域?yàn)榭?，因此也叫空節(jié)點(diǎn) ，其作用主要用于解決一些特殊問題，因此也可以省略。
首元節(jié)點(diǎn)：由于頭節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)域?yàn)榭?，因此鏈表的第一個(gè)數(shù)據(jù)域不為空的節(jié)點(diǎn)叫首元節(jié)點(diǎn) ，只是一個(gè)名稱，并沒有什么實(shí)際意義。

02、分類鏈表有兩種分類方法，其一可以分為靜態(tài)鏈表和動(dòng)態(tài)鏈表，其二可以分為單向鏈表、雙向鏈表以及循環(huán)鏈表。
單鏈表只有一個(gè)方向，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)域和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針域。

雙向鏈表有兩個(gè)方向，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)域以及同時(shí)指向上一個(gè)節(jié)點(diǎn)和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針域。

循環(huán)鏈表指鏈表首尾相連，即最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針域指向第一個(gè)節(jié)點(diǎn) 。循環(huán)鏈表也分單向循環(huán)鏈表和雙向循環(huán)鏈表，原理都一樣。

03、實(shí)現(xiàn)下面我們一起使用最原始的方式，自己申請(qǐng)內(nèi)存空間，自己維護(hù) ，完成鏈表的實(shí)現(xiàn) 。
1、ADT定義我們首先來定義鏈表的ADT（單鏈表）。
ADT LinkedList{
數(shù)據(jù)對(duì)象：D 是一個(gè)非空的元素集合， D = {a1 a2 ... an ，其中 ai 表示一個(gè)元素即節(jié)點(diǎn) ，一個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)著數(shù)據(jù)和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。
數(shù)據(jù)關(guān)系：D中的節(jié)點(diǎn)通過指針進(jìn)行連接，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含一個(gè)指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。
基本操作：[
Init(n) ：初始化一個(gè)空鏈表，即聲明一個(gè)頭指針，如有必要也可以聲明一個(gè)頭節(jié)點(diǎn) 。
Length：返回鏈表長(zhǎng)度。
HeadNode：返回頭節(jié)點(diǎn) 。
Find(v)：返回?cái)?shù)據(jù)域v對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn) 。
Update(nv)：更新n節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域。
InsertAfter(nv)：在n節(jié)點(diǎn)后面添加數(shù)據(jù)域?yàn)関的新節(jié)點(diǎn) 。
Remove(n)：移除n節(jié)點(diǎn) 。
Destroy()：銷毀鏈表。

定義好鏈表ADT ，下面我們就可以開始自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)域?yàn)閟tring類型的鏈表。
2、定義類首先我們需要定義節(jié)點(diǎn) ，其中包含兩個(gè)字段一個(gè)是存放數(shù)據(jù)、一個(gè)是存放指針代碼如下。

然后再定義鏈表實(shí)現(xiàn)類MyselfLinkedList ，用來實(shí)現(xiàn)鏈表的相關(guān)操作。

因?yàn)槲覀冎苯庸芾韮?nèi)存，所以需要一個(gè)維護(hù)內(nèi)存的指針字段；
因?yàn)槲覀冎苯荧@取鏈表長(zhǎng)度，所以需要一個(gè)存儲(chǔ)鏈表長(zhǎng)度字段；
因此我們的MyselfLinkedList類初步是這樣的：

3、初始化Init初始化結(jié)構(gòu)主要做幾件事。
a.分配內(nèi)存空間；
b.什么頭指針；
c.創(chuàng)建頭節(jié)點(diǎn)；
d.維護(hù)鏈表長(zhǎng)度屬性；
具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

4、獲取鏈表長(zhǎng)度 Length這個(gè)比較簡(jiǎn)單直接把鏈表長(zhǎng)度私有字段返回即可。

5、獲取頭節(jié)點(diǎn) HeadNode獲取頭節(jié)點(diǎn)主要是為了方便數(shù)據(jù)處理，可以通過頭指針直接讀取內(nèi)存地址獲取。具體代碼如下：

同樣我們也可以定義一個(gè)尾節(jié)點(diǎn)屬性，可以方便使用，原理都差不多，這里就不贅述了。

6、在指定節(jié)點(diǎn)后插入節(jié)點(diǎn) InsertAfter通過前面對(duì)鏈表結(jié)構(gòu)的了解，要想再兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間加入一個(gè)新節(jié)點(diǎn) ，只需要把兩者之間的線剪斷，即前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針域需要重新指向新節(jié)點(diǎn) ，并且新節(jié)點(diǎn)的指針域要指向后一個(gè)節(jié)點(diǎn) ，其他保持不變，如下圖：

業(yè)務(wù)邏輯清楚了，我們?cè)賮硎崂泶a邏輯，要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能我們大致需要一下幾步：
a.獲取指定節(jié)點(diǎn)的指針；
b.創(chuàng)建一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)；
c.重新調(diào)整指定節(jié)點(diǎn)及新節(jié)點(diǎn)指針域；
d.把指定節(jié)點(diǎn)和新節(jié)點(diǎn)指針調(diào)整后數(shù)據(jù)更新到內(nèi)存中；
e.更新鏈表長(zhǎng)度屬性；
具體實(shí)現(xiàn)如下：

這里只實(shí)現(xiàn)了一個(gè)在指定節(jié)點(diǎn)后插入節(jié)點(diǎn) ，我們還可以實(shí)現(xiàn)在指定節(jié)點(diǎn)前插入，在首元節(jié)點(diǎn)前插入，在尾節(jié)點(diǎn)后添加，都是可以的，感興趣的可以自己實(shí)現(xiàn)試試。

7、根據(jù)數(shù)據(jù)域查找節(jié)點(diǎn) Find在鏈表中對(duì)查找是不友好的，因?yàn)椴檎乙粋€(gè)值，需要從鏈表頭一個(gè)一個(gè)往后查找，實(shí)現(xiàn)邏輯到不復(fù)雜，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

8、更新指定節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)域 Update這個(gè)方法邏輯也比較簡(jiǎn)單，只需要找到節(jié)點(diǎn)指針，然后把節(jié)點(diǎn)更新，最后把更新后的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存即可。

9、移除指定節(jié)點(diǎn) Remove如果要想移除一個(gè)節(jié)點(diǎn) ，則需要把指定節(jié)點(diǎn)與前后節(jié)點(diǎn)的連接刪除，然后把前后兩個(gè)節(jié)點(diǎn)建立起連接，同時(shí)需要手動(dòng)釋放被刪除節(jié)點(diǎn)內(nèi)存。如下圖。

具體代碼實(shí)現(xiàn)如下：

10、銷毀鏈表 Destroy銷毀鏈表主要是使用因?yàn)槭俏覀冏约菏謩?dòng)管理內(nèi)存，用完后要及時(shí)清理，放在內(nèi)存泄漏等意外情況出現(xiàn) 。代碼也很簡(jiǎn)單，循環(huán)把每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)存釋放即可，如下代碼：

11、釋放內(nèi)存 Dispose因?yàn)槲覀儗?shí)現(xiàn)了IDisposable接口，所有需要實(shí)現(xiàn)Dispose方法，只需要在Dispose方法中調(diào)用上面銷毀鏈表Destroy方法即可。
【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) - 鏈表】注：測(cè)試方法代碼以及示例源碼都已經(jīng)上傳至代碼庫，有興趣的可以看看。 https://gitee.com/hugogoos/Planner

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) - 鏈表

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