恕我直言你可能真的不會java第6篇：Stream效能差？不要人云亦云

阿新 • • 發佈：2020-06-24

概念介紹：

單連結串列是一種鏈式存取的資料結構，用一組地址任意的儲存單元存放線性表中的資料元素。

連結串列中的資料是以結點來表示的，每個結點的構成：元素(資料元素的映象) + 指標(指示後繼元素儲存位置)，元素就是儲存資料的儲存單元，指標就是連線每個結點的地址資料

由圖可知：

連結串列在進行新增/刪除時，只需要修改當前節點和相鄰節點的next，更新效率高
遍歷資料，需要根據節點按順序訪問，導致查詢速度慢，時間複雜度為O(n)
每個節點中都儲存了下一個節點的指標【Next，最後一個節點的next為null】，所以長度是動態變化的，且不是連續記憶體空間

相關程式碼：

MyLinkedListNode:自定義連結串列節點類

     /// <summary>

     /// 自定義連結串列節點類： 單連結串列

     /// </summary>

     public class MyLinkedListNode<T>

     {

         /// <summary>

         /// 當前節點

         /// </summary>

         public T Node { get; set; }

         /// <summary>

         /// 下一個節點

         /// </summary>

         public MyLinkedListNode<T> Next { get; set; }

         /// <summary>
 

         /// 建構函式： 無參建構函式

         /// </summary>

         /// <param name="Node"></param>

         public MyLinkedListNode()

         {

             this.Node = default;

             this.Next = null;

         }

         /// <summary>

         /// 建構函式： 指定當前節點，常用於 新增根節點和最後一個節點

         /// </summary>
 

         /// <param name="node"></param>

         public MyLinkedListNode(T node)

         {

             this.Node = node;

             this.Next = null;

         }

         /// <summary>

         /// 建構函式： 指定當前節點和下一節點，常用於 新增內部節點/確定下一節點 的情況

         /// </summary>

         /// <param name="next"></param>

         /// <param name="Next"></param>

         public MyLinkedListNode(T node, MyLinkedListNode<T> next)

         {

             this.Node = node;

             this.Next = next;

         }

     }

MyLinkedList:自定義連結串列

     /// <summary>

     /// 自定義連結串列

     /// 功能：

     ///     1.新增： 新增到集合最後面

     ///     2.新增： 新增到集合最前面

     ///     3.新增： 新增索引後面

     ///     4.新增： 新增索引前面

     ///     5.刪除： 刪除T

     ///     6.刪除： 刪除指定索引

     ///     7.刪除： 刪除第一個

     ///     8.刪除： 刪除最後一個

     ///     9.刪除： 刪除所有

     /// </summary>

     public class MyLinkedList<T>

     {

         /// <summary>

         /// 儲存連結串列集合-根節點：

         /// 框架自帶了雙向連結串列 System.Collections.Generic.LinkedList，連結串列集合儲存在 MyLinkedListNode 中

         /// 考慮到存在clear方法，連結串列預設值為null更方便

         /// </summary>

         private MyLinkedListNode<T> _rootNode = null; // { get; set; }

         /// <summary>

         /// 索引索引器，從0開始，根據索引返回指定索引節點資訊

         /// </summary>

         /// <param name="index"></param>

         /// <returns></returns>

         public T this[int index]

         {

             get

             {

                 var node = GetNodeAt(index).Node;

                 Console.WriteLine($"this[int {index}] = {node}\r\n");

                 return node;

             }

         }

         #region 查詢方法

         /// <summary>

         /// 根據索引返回指定索引節點資訊

         /// </summary>

         /// <param name="index">索引，從0開始</param>

         /// <returns></returns>

         private MyLinkedListNode<T> GetNodeAt(int index) => GetNodeTupleAt(index)?.Item1;

         /// <summary>

         /// 根據索引返回指定索引：節點元組

         /// </summary>

         /// <param name="index">索引，從0開始</param>

         /// <returns>item1:當前節點;item2:上一節點;item3:下一節點;</returns>

         private Tuple<MyLinkedListNode<T>, MyLinkedListNode<T>, MyLinkedListNode<T>> GetNodeTupleAt(int index)

         {

             if (index < ) return null;

             if (_rootNode == null) throw new Exception("自定義連結串列為空！");

             var num = ;

             // 當前節點

             MyLinkedListNode<T> currentNode = _rootNode;

             // 上一節點

             MyLinkedListNode<T> prevNode = _rootNode;

             // while迴圈會在  currentNode == 倒數第二個節點時就會停止迴圈，所以while後面需要再做一次判斷

             while (currentNode.Next != null)

             {

                 // 如果當前索引 和 查詢索引相同，則返回擔負起節點

                 if (num == index) return GetValidNodeTuple(index, currentNode, prevNode);

                 // 重置：上一節點

                 prevNode = currentNode;

                 // 重置：當前節點

                 currentNode = currentNode.Next;

                 num++;

             }

             if (num < index) throw new Exception("索引超過連結串列長度！");

             return num == index ? GetValidNodeTuple(index, currentNode, prevNode) : null;

         }

         /// <summary>

         /// 獲取有效的節點元組

         /// </summary>

         /// <param name="index">索引</param>

         /// <param name="currentNode">當前節點</param>

         /// <param name="prevNode">上一節點【如果索引 == 0 ？ null ：上一節點 】</param>

         /// <returns>item1:當前節點;item2:上一節點;item3:下一節點;</returns>

         private Tuple<MyLinkedListNode<T>, MyLinkedListNode<T>, MyLinkedListNode<T>> GetValidNodeTuple(int index, MyLinkedListNode<T> currentNode, MyLinkedListNode<T> prevNode)

         {

             return new Tuple<MyLinkedListNode<T>, MyLinkedListNode<T>, MyLinkedListNode<T>>(currentNode, index ==  ? null : prevNode, currentNode.Next);

         }

         #endregion

         #region 新增方法

         /// <summary>

         /// 1.新增： 新增到集合最後面

         /// </summary>

         /// <param name="item"></param>

         public void Append(T item)

         {

             MyLinkedListNode<T> node = new MyLinkedListNode<T>(item);

             // 如果連結串列集合為空，則講當前 元素當作跟節點

             if (_rootNode == null)

             {

                 _rootNode = node;

                 return;

             }

             // 迴圈得到最末節點

             MyLinkedListNode<T> currentNode = _rootNode;

             while (currentNode.Next != null) currentNode = currentNode.Next;

             // 新增到集合最後面

             currentNode.Next = node;

         }

         /// <summary>

         /// 2.新增： 新增到集合最前面

         /// </summary>

         /// <param name="item"></param>

         public void AddFirst(T item)

         {

             MyLinkedListNode<T> node = new MyLinkedListNode<T>(item);

             // 如果連結串列集合為空，則講當前 元素當作跟節點

             if (_rootNode == null)

             {

                 _rootNode = node;

                 return;

             }

             _rootNode = new MyLinkedListNode<T>(item, _rootNode);

             // 顯示連結串列中的所有資料

             Console.Write($"AddFirst({item})\t");

             Show();

         }

         /// <summary>

         /// 3.新增： 在索引後面新增

         /// 3.1.獲取到當前索引的節點

         /// 3.2.根據item建立新節點,把 當前節點的 下一節點指給 新節點的下一節點

         /// 3.3.把新節點當作當前節點的下一節點

         /// </summary>

         /// <param name="index"></param>

         /// <param name="item"></param>

         public void AddAtAfter(int index, T item)

         {

             MyLinkedListNode<T> node = new MyLinkedListNode<T>(item);

             // 如果連結串列集合為空，則講當前 元素當作跟節點

             if (_rootNode == null)

             {

                 _rootNode = node;

                 return;

             }

             // 3.1.獲取到當前索引的節點

             var currentNode = GetNodeAt(index);

             // 如果連結串列集合為空，則講當前 元素當作跟節點

             if (currentNode == null)

             {

                 _rootNode = node;

                 return;

             }

             // 3.2.根據item建立新節點

             var newNode = new MyLinkedListNode<T>(item, currentNode.Next);

             // 3.3.把新節點當作當前節點的下一節點

             currentNode.Next = newNode;

             // 顯示連結串列中的所有資料

             Console.Write($"AddAtAfter(int {index},T {item})\t");

             Show();

         }

         /// <summary>

         /// 4.新增： 在索引前面新增

         /// 4.1.獲取到 當前索引 和 上一索引 的節點

         /// 4.2.根據item建立新節點，把當前節點當作新節點的下一節點

         /// 4.3.把新節點當作上一節點的下一節點

         /// </summary>

         /// <param name="index"></param>

         /// <param name="item"></param>

         public void AddAtBefore(int index, T item)

         {

             var nodeTuple = GetNodeTupleAt(index);

             if (nodeTuple == null) throw new Exception("索引超過連結串列長度！");

             // 4.1.獲取到 當前索引 和 上一索引 的節點

             var currentNode = nodeTuple.Item1;

             var prevtNode = nodeTuple.Item2;

             // 4.2.根據item建立新節點，把當前節點當作新節點的下一節點

             var newNode = new MyLinkedListNode<T>(item, currentNode);

             // 4.3.把新節點當作上一節點的下一節點:如果索引是0，則新節點作為連結根節點

             if (index == ) _rootNode = newNode;

             else prevtNode.Next = newNode;

             // 顯示連結串列中的所有資料

             Console.Write($"AddAtBefore(int {index},T {item})\t");

             Show();

         }

         #endregion

         #region 刪除方法

         /// <summary>

         /// 5.刪除： 刪除T

         /// 5.1.得到 當前節點/上一節點/下一節點

         /// 5.2.把 上一節點的下一節點 更新為 下一節點

         /// </summary>

         /// <param name="item"></param>

         public void Remove(T item)

         {

             if (_rootNode == null) return;

             // 當前節點

             var currentNode = _rootNode;

             // 上一節點

             MyLinkedListNode<T> prevNode = null;

             while (currentNode.Next != null)

             {

                 if (currentNode.Node.Equals(item))

                 {

                     // 根據 當前節點 的 上一節點和下一節點 刪除 當前節點

                     Remove(prevNode, currentNode.Next);

                     // 顯示連結串列中的所有資料

                     Console.Write($"Remove({item})\t");

                     Show();

                     return;

                 }

                 // 重置 上一節點 和 當前節點

                 prevNode = currentNode;

                 currentNode = currentNode.Next;

             }

             // 如果需要刪除的是最後一個節點，則while迴圈在  currentNode == 倒數第二個節點時就會停止迴圈

             Remove(prevNode, null);

             // 顯示連結串列中的所有資料

             Console.Write($"Remove({item})\t");

             Show();

         }

         /// <summary>

         /// 根據 當前節點 的 上一節點和下一節點 刪除 當前節點：把上一節點的next 指向 下一節點

         /// </summary>

         /// <param name="prevNode"></param>

         /// <param name="nextNode"></param>

         private void Remove(MyLinkedListNode<T> prevNode, MyLinkedListNode<T> nextNode)

         {

             if (prevNode == null) _rootNode = nextNode;

             else prevNode.Next = nextNode;

         }

         /// <summary>

         /// 6.刪除： 刪除指定索引

         /// 6.1.得到 當前/上一/下一節點

         /// 6.2.把當前節點的下一節點 更新為 下一節點

         /// </summary>

         /// <param name="index"></param>

         public void RemoveAt(int index)

         {

             var nodeTuple = GetNodeTupleAt(index);

             // 上一節點

             var prevNode = nodeTuple.Item2;

             // 判斷上一節點是不是null ? 當前節點為根節點，需要把下一節點更新為更節點

             if (prevNode == null) _rootNode = nodeTuple.Item3;

             else prevNode.Next = nodeTuple.Item3;

             // 顯示連結串列中的所有資料

             Console.Write($"RemoveAt({index})\t");

             Show();

         }

         /// <summary>

         /// 7.刪除： 刪除第一個

         /// </summary>

         public void RemoveFirst()

         {

             if (_rootNode == null) return;

             _rootNode = _rootNode.Next;

             // 顯示連結串列中的所有資料

             Console.Write($"RemoveFirst()\t");

             Show();

         }

         /// <summary>

         /// 8.刪除： 刪除最後一個

         /// </summary>

         public void RemoveLast()

         {

             if (_rootNode == null) return;

             // 如果連結串列只存在根節點，則把根節點刪除

             if (_rootNode.Next == null)

             {

                 _rootNode = null;

                 return;

             }

             // while迴圈獲得最後一個節點

             var currentNode = _rootNode;

             // 上一節點/倒數第二個節點

             MyLinkedListNode<T> prevNode = null;

             while (currentNode.Next != null)

             {

                 prevNode = currentNode;

                 currentNode = currentNode.Next;

             }

             prevNode.Next = null;

             // 顯示連結串列中的所有資料

             Console.Write($"RemoveLast()\t");

             Show();

         }

         /// <summary>

         /// 9.刪除： 刪除所有

         /// </summary>

         public void Clear()

         {

             _rootNode = null;

             // 顯示連結串列中的所有資料

             Console.Write($"Clear()\t");

             Show();

         }

         #endregion

         /// <summary>

         /// 顯示連結串列中的所有資料

         /// </summary>

         public void Show()

         {

             if (_rootNode == null)

             {

                 Console.WriteLine($"連結串列中的資料為空！\r\n");

                 return;

             }

             StringBuilder builder = new StringBuilder();

             MyLinkedListNode<T> currentNode = _rootNode;

             while (currentNode.Next != null)

             {

                 builder.Append($"{currentNode.Node}\t");

                 currentNode = currentNode.Next;

             }

             // 最後一個節點next為null，不會進入while

             builder.Append($"{currentNode.Node}\t");

             Console.WriteLine($"連結串列中的資料為：\r\n{builder.ToString()}\r\n");

         }

     }

測試程式碼：

         /// <summary>

         /// 測試單連結串列

         /// </summary>

         public static void RunLinkedList()

         {

             Console.WriteLine("======= 連結串列測試 Start =======");

             MyLinkedList<string> myLinkedList = new MyLinkedList<string>();

             myLinkedList.Append("張三");

             myLinkedList.Append("李四");

             myLinkedList.Append("王五");

             myLinkedList.Append("六麻子");

             myLinkedList.Append("田七");

             myLinkedList.Show(); // 張三    李四    王五    六麻子  田七

             // 異常測試

             var a = myLinkedList[]; // 張三

             a = myLinkedList[]; // 六麻子

             //a = myLinkedList[11];

             // 測試新增功能

             myLinkedList.AddFirst("郭大爺"); // 郭大爺  張三    李四    王五    六麻子  田七

             myLinkedList.AddAtAfter(, "海大爺"); // 郭大爺  海大爺  張三    李四    王五    六麻子  田七

             myLinkedList.AddAtBefore(, "Robot"); // Robot   郭大爺  海大爺  張三    李四    王五    六麻子  田七

             myLinkedList.AddAtBefore(, "Robot"); // Robot   郭大爺  Robot   海大爺  張三    李四    王五    六麻子  田七

             myLinkedList.AddAtBefore(, "Robot"); // Robot   郭大爺  Robot   海大爺  Robot   張三    李四    王五    六麻子  田七

             // 測試刪除功能

             myLinkedList.Remove("Robot"); // 郭大爺  Robot   海大爺  Robot   張三    李四    王五    六麻子  田七

             myLinkedList.Remove("Robot"); // 郭大爺  海大爺  Robot   張三    李四    王五    六麻子  田七

             myLinkedList.Remove("田七"); // 郭大爺  海大爺  Robot   張三    李四    王五    六麻子

             myLinkedList.RemoveAt(); // 海大爺  Robot   張三    李四    王五    六麻子

             myLinkedList.RemoveAt(); // 海大爺  張三    李四    王五    六麻子

             myLinkedList.RemoveFirst(); // 張三    李四    王五    六麻子

             myLinkedList.RemoveFirst(); // 李四    王五    六麻子

             myLinkedList.RemoveLast(); // 李四    王五

             myLinkedList.RemoveLast(); // 李四

             myLinkedList.Clear(); // 連結串列中的資料為空！

             Console.WriteLine("======= 連結串列測試 End =======");

         }