[教程]揭秘Java链表插入：操作简便，复杂度几何？

引言在Java编程中，链表是一种常见且强大的数据结构。它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表相较于数组等数据结构，具有动态性和灵活性的特点，尤其在插入和删除操作上表现出色。本...

引言

在Java编程中，链表是一种常见且强大的数据结构。它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表相较于数组等数据结构，具有动态性和灵活性的特点，尤其在插入和删除操作上表现出色。本文将深入探讨Java中链表的插入操作，分析其操作简便性以及时间复杂度。

链表的结构

在Java中，链表通常由一个ListNode类表示，每个ListNode对象包含一个数据字段和一个指向下一个节点的引用。以下是一个简单的ListNode类定义：

public class ListNode { int val; ListNode next; ListNode(int x) { val = x; next = null; }
}

插入操作

单链表插入

在单链表中插入一个新节点，通常有以下几种情况：

1. 在链表头部插入：创建一个新节点，并将其next指针指向原链表的头节点，然后将新节点的地址赋值给头指针。

public void addFirst(int data) { ListNode node = new ListNode(data); if (this.head == null) { this.head = node; return; } node.next = this.head; this.head = node;
}

1. 在链表尾部插入：遍历到链表的最后一个节点，然后将最后一个节点的next指针指向新节点。

public void addLast(int data) { ListNode node = new ListNode(data); if (this.head == null) { this.head = node; return; } ListNode cur = this.head; while (cur.next != null) { cur = cur.next; } cur.next = node;
}

1. 在链表中间插入：找到插入位置的前一个节点，将其next指针指向新节点，然后将新节点的next指针指向插入位置的后一个节点。

public void addMiddle(int data, int position) { ListNode node = new ListNode(data); if (position == 0) { addFirst(data); return; } ListNode cur = this.head; for (int i = 0; i < position - 1 && cur != null; i++) { cur = cur.next; } if (cur == null) { return; // 插入位置超出链表长度 } node.next = cur.next; cur.next = node;
}

双向链表插入

双向链表与单链表类似，但每个节点包含指向前一个节点的指针。插入操作也分为头部、尾部和中间插入，只需在单链表的基础上增加对前一个节点的操作即可。

时间复杂度

在单链表中插入操作的时间复杂度取决于插入位置：

• 在头部或尾部插入：时间复杂度为O(1)，因为只需要修改几个节点的引用。
• 在中间插入：时间复杂度为O(n)，其中n是插入位置之前的节点数量。

总结

Java中的链表插入操作简单直观，尤其在头部和尾部插入时，具有O(1)的时间复杂度。但在中间插入时，时间复杂度会随着插入位置的增加而增加。了解链表的插入操作和复杂度，有助于我们更好地选择和使用链表这种数据结构。