java数据结构基础:单,双向链表
作者：鱼小洲
这篇文章主要介绍了Java的数据解构基础，希望对广大的程序爱好者有所帮助，同时祝大家有一个好成绩,需要的朋友可以参考下，希望能给你带来帮助
单向链表
单向链表比顺序结构的线性表最大的好处就是不用保证存放的位置，它只需要用指针去指向下一个元素就能搞定。
单链表图解
图画的比较粗糙，简单的讲解一下：
上面四个长方形，每个长方形都是一个节点。在长方形中，一种包含两个东西，一个是当前节点的元素，一个是指向下一节点的地址。这个下一个节点的地址指向了下一个节点中的元素。以此类推。
在最左边的叫做头节点，同样，最后面的叫尾节点。
所以，我们所有的操作都是根据节点来进行操作。
代码
这些代码都有很详细的注释，我就不做过多的解释了，你直接复制代码到本地idea运行一遍就全部知道了。
package com.zxy.lianbiao;
/**
* @Author Zxy
* @Date 2021/2/3 21:25
* @Version 1.0
*/
/**
* 基于单向链表实现元素的存取
*
* @param <E>
*/
public class MySinglyLinkedList<E> implements MyList<E> {
/**
* 定义单向链表中的节点对象
*/
class Node<E> {
private E item; // 存储元素
private Node next; // 存储下一个节点对象
public Node(E item, Node next) {
this.item = item;
this.next = next;
}
}
private Node head; // 存放链表中的头节点
private int size; // 记录元素的个数
/**
* 向链表中添加元素
*
* @param element
*/
@Override
public void add(E element) {
// 创建节点
Node<E> node = new Node<>(element, null);
// 找到尾节点
Node tail = getTail();
// 节点的挂接
if (tail == null) { // 如果没有尾节点，那意思就是头节点都不存在
// 没有头节点，那么就把创建的节点给头节点
this.head = node;
} else {
tail.next = node;
}
// 记录元素的个数
this.size++;
}
/**
* 找尾节点
*/
private Node getTail() {
// 判断头节点是否存在
if (this.head == null) {
return null;
}
// 查找尾节点
Node node = this.head;
while (true) {
if (node.next == null) {
break;
}
node = node.next; // 移动指针指向下一个
}
return node;
}
/**
* 根据元素的位置获取元素
*
* @param index
* @return
*/
@Override
public E get(int index) {
// 校验index的合法性
this.checkIndex(index);
// 根据位置获取指定节点
Node<E> node = this.getNode(index);
// 将该节点中的元素返回
return node.item;
}
/**
* 对index进行校验
*/
private void checkIndex(int index) {
// 0<=index<size
if (!(index >= 0 && index < this.size)) {
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + " this.size: " + this.size);
}
}
/**
* 根据位置获取节点
*/
private Node<E> getNode(int index) {
Node<E> node = this.head;
for (int i = 0; i < index; i++) {
node = node.next;
}
return node;
}
/**
* 获取元素的个数
*
* @return
*/
@Override
public int size() {
return this.size;
}
/**
* 根据元素位置删除元素
*
* @param index
* @return
*/
@Override
public E remove(int index) {
// 校验index合法性
this.checkIndex(index);
// 根据位置找到节点对象
Node<E> node = getNode(index);
// 获取该节点对象中的元素
E item = node.item;
// 将该节点对象从单向链表中移除
// 判断当前删除的节点是否为头节点
if (this.head == node) {
this.head = node.next;
} else {
Node<E> temp = this.head;
for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
temp = temp.next; // 此时的temp就是要删除的那个节点的前一个节点
}
temp.next = node.next; // 将当前节点的前一个节点指向当前节点的后一个节点
}
// 然后将当前节点的下一个节点指向null
node.next = null;
// 记录元素个数
this.size--;
// 将该元素返回
return item;
}
/**
* 插入节点思路：如果当前共有三个节点分别是1，2，3，在1和2的中间插入4，原本的指向是1->2 现改变成1->4 4->2 先获取到指定位置的node，再获取到前一个位置的node和下一个位置的node
*/
public void insert(int index, E element) {
// 先根据要插入的位置拿到这个位置的节点对象
Node<E> item = getNode(index);
// 根据插入的元素新建一个节点
Node<E> eNode = new Node<>(element, null);
// 如果是头节点，那么就找不到前一个，直接把这个赋值给head
if (index == 0){
// index==0代表是替换掉头节点
this.head = eNode;
eNode.next = item;
this.size++;
}else {
// 根据当前的节点对象去找到前一个节点对象和后一个节点对象
Node<E> before = this.head; // 根据头节点去找
for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
before = before.next; // 此时的before就是当前节点的前一个节点
}
before.next = eNode;
eNode.next = item;
this.size++;
}
}
public static void main(String[] args) {
MySinglyLinkedList<String> list = new MySinglyLinkedList<>();
System.out.println("添加节点开始------------------------");
list.add((String) "a");
list.add((String) "b");
list.add((String) "c");
list.add((String) "d");
System.out.println("添加节点完成-------------------------\n");
System.out.println("插入指定的元素");
list.insert(0,"f");
for (int i = 0; i < list.size; i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
}
}
双向链表
昨天写完单向链表和栈结构之后，看了看程杰大大的书中有介绍双向链表的部分。虽然是c语言写的，但是我还是用Java给翻译出来了。
思路如下：
首先，双向链表和单向链表的最大区别就是，双向链表比单链表多了个指向前一节点的指针。代码量其实并不比单链表多很多，只是思路的转变需要克服一下。
其次就是在插入元素的时候，我们可以在链表的头部插入，也可以在链表的尾部插入（因为有两个指针嘛）
编码
代码其实和单链表差不多，如果感兴趣的话可以去看看我之前写的单链表的文章。虽然文笔很烂，但是代码货真价实。
package com.zxy.lianbiao;
/**
* @Author Zxy
* @Date 2021/2/4 20:11
* @Version 1.0
*/
/**
* 基于双向链表实现元素存取的容器
*
* @param <E>
*/
public class MyDoublyLinkedList<E> implements MyList<E> {
/**
* 定义双向链表节点对象
*/
class Node<E> {
E item; // 记录元素
Node<E> prev; // 记录前一个节点对象
Node<E> next; // 记录下一个节点对象
public Node(Node<E> prev, E item, Node<E> next) {
this.item = item;
this.prev = prev;
this.next = next;
}
}
private Node head; // 记录头节点
private Node tail; // 记录尾节点
private int size; // 记录元素个数
/**
* 向双向链表中添加元素的方法
*
* @param element
*/
@Override
public void add(E element) {
linkLast(element);
}
/**
* 将节点对象添加到双向链表的尾部
*/
private void linkLast(E element) {
Node t = this.tail; // 获取尾节点
Node<E> node = new Node<>(t, element, null); // 创建节点对象
this.tail = node; // 将新节点定义为尾节点 因为原来的尾节点被这个新节点替代了
if (t == null) {
// 说明一个节点都没有，这个还得是头节点
this.head = node;
} else {
t.next = node;
}
this.size++;
}
/**
* 根据指定位置获取元素
*
* @param index
* @return
*/
@Override
public E get(int index) {
this.checkIndex(index);
// 根据位置查找节点对象
Node<E> node = this.getNode(index);
return node.item;
}
/**
* 对index的合法性校验
*/
private void checkIndex(int index) {
if (!(index >= 0 && index < this.size)) {
throw new IndexOutOfBoundsException();
}
}
/**
* 根据位置获取指定节点对象
*/
private Node getNode(int index) {
// 判断当前位置距离头或者尾哪个节点更近 使用二分法
if (index < (this.size >> 1)) {
Node node = this.head;
for (int i = 0; i < index; i++) {
node = node.next;
}
return node;
} else {
Node node = this.tail;
for (int i = this.size - 1; i > index; i--) {
node = node.prev;
}
return node;
}
}
/**
* 返回元素的个数
*
* @return
*/
@Override
public int size() {
return this.size;
}
/**
* 删除元素
*
* @param index
* @return
*/
@Override
public E remove(int index) {
// 对index进行合法性校验
this.checkIndex(index);
Node node = this.getNode(index); // 根据位置获取到节点对象
// 获取节点对象的元素
E item = (E) node.item;
// 判断当前节点是否为头节点
if (node.prev == null) {
this.head = node.next;
} else {
node.prev.next = node.next;
}
// 判断当前节点是否为尾节点
if (node.next == null) {
// node.prev.next = null;
this.tail = node.prev;
} else {
node.next.prev = node.prev;
}
// 当前节点断掉与他后继节点的连接
node.next = null;
// 当前节点断掉与直接前驱节点的连接
node.prev = null;
node.item = null;
this.size--;
return item;
}
/**
* 在双向链表的头添加元素
*/
public void addFirst(E element) {
this.linkFirst(element);
}
/**
* 在链表的头添加元素
*
* @param element
*/
public void linkFirst(E element) {
// 获取头节点对象
Node head = this.head;
Node<E> eNode = new Node<>(null, element, head);
// 将新节点定义为头节点
this.head = eNode;
if (head == null) {
// 如果为空，说明该链表中一个节点都没有 也就是该头节点也是尾节点
this.tail = eNode;
} else {
head.prev = eNode;
}
this.size++;
}
/**
* 在链表的尾部添加元素
*
* @param element
*/
public void addLast(E element) {
this.linkLast(element);
}
public static void main(String[] args) {
MyDoublyLinkedList<String> list = new MyDoublyLinkedList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
list.add("d");
list.add("e");
System.out.println(list.remove(2));
System.out.println(list.size);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
}
}
总结
本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容！