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Java LinkedList 类详细文档

类结构与定义

com.mjLinkedList 类扩展自 AbstractList，并采用链表（Linked List）的数据结构。它的核心结构由 Node 内部类构成，实现了一系列常见的链表操作，包括添加、删除、查找、排序等。

Node 内部类

Node 是 LinkedList 的内部类，定义了链表的节点结构。一个节点包含两个关键属性：

• element：节点存储的数据元素。
• next：指向下一个节点。

节点的创建和连接方式如下：

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

基本操作 - clear()

clear() 方法用于清除链表中的所有节点。具体实现如下：

public void clear() {    size = 0;    first = null;}

操作结果

• 链表所有节点被移除，first 指针指向 null。
• 链表长度size 设为 0。

基础操作 - get(int index)

get(int index) 方法用于根据给定索引获取链表中对应位置的元素。需要注意的是，该方法不会修改链表结构，只是返回对应节点的数据：

public E get(int index) {    return node(index).element;}

参数说明

• index：整数参数，表示要访问的节点位置（从 0 开始计数）。

基础操作 - set(int index, E element)

set(int index, E element) 方法用于修改链表中指定位置的元素。具体实现如下：

public E set(int index, E element) {    Node
   
     node = node(index);    E old = node.element;    node.element = element;    return old;}
   

参数说明

• index：目标节点的位置索引。
• element：要设置到目标节点中的新数据元素。

添加操作 - add(int index, E element)

add(int index, E element) 方法用于在指定位置插入元素。链表支持两种情况：

public void add(int index, E element) {    if (index == 0) {        first = new Node<>(element, first);    } else {        Node
   
     prev = node(index - 1);        prev.next = new Node<>(element, prev.next);    }    size++;}
   

参数说明

• index：要插入的位置索引。
• element：要插入到链表中的数据元素。

删除操作 - remove(int index)

remove(int index) 方法用于删除链表中指定位置的节点。根据索引分为两种情况：

public E remove(int index) {    Node
   
     node = first;    if (index == 0) {        first = first.next;    } else {        Node
    
      prev = node(index - 1);        node = prev.next;        prev.next = node.next;    }    size--;    return node.element;}
    
   

参数说明

• index：要删除的位置索引。

查找操作 - indexOf(E element)

indexOf(E element) 方法用于查找链表中第一个具有该元素的节点。注意，该方法已实现，但默认返回 0：

public int indexOf(E element) {    return 0;}

参数说明

• element：要查找的数据元素。

获取节点的方法 - node(int index)

node(int index) 辅助方法用于根据索引返回对应节点对象。这方法包括了索引的范围检查，确保格式正确：

private Node
   
     node(int index) {    rangeCheck(index);    Node
    
      node = first;    for (int i = 0; i < index; i++) {        node = node.next;    }    return node;}
    
   

参数说明

• index：要获取的节点的位置索引。

范围检查方法 - rangeCheck(int index)

辅助方法 rangeCheck(int index) 用于检查索引是否超出链表有效范围：

private void rangeCheck(int index) {    if (index < 0 || index >= size) {        throw new IllegalArgumentException("Index out of bounds: index = " + index);    }}

总结

本文详细介绍了 com.mjLinkedList 类的结构与实现，涵盖了链表的基本操作和相关辅助方法。通过合理运用这些方法，可以实现链表的灵活数据存储与管理。