Java实现单链表的操作

本文实例为大家分享了java实现单链表的基本操作，供大家参考，具体内容如下

顺序表：物理上逻辑上都连续；
链表：物理上不一定连续，逻辑上一定连续的。

链表的概念及结构

概念：连表示一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是用过链表中的引用链接次序实现的。

8种链表结构：

单项、双向
带头、不带头
循环、非循环

主要的三种链表：

无头单项非循环链表、带头循环单链表、不带头双向循环链表

代码实现

1. 接口定义

package com.github.linked.impl;

public interface ilinked {
    // 头插法
    void addfirst(int data);

    // 尾插法
    void addlast(int data);

    // 任意位置插入，第一数据节点为0号下标
    boolean addindex(int index, int data);

    // 查找是否包含关键字 key 在单链表中
    boolean contains(int key);

    // 删除第一次出现的关键字为 key 的节点
    int remove(int key);

    // 删除所有值为 key 的节点
    void removeallkey(int key);

    // 得到单链表的长度
    int getlength();

    // 打印单链表
    void display();

    // 清空单链表以防内存泄漏
    void clear();
}

2. 代码实现接口

package com.github.linked.impl;

public class singlelisted implements ilinked {

    // 节点类
    class node {
        private int data;
        private node next;

        public node(int data) {
            this.data = data;
            this.next = next;
        }
    }

    private node head; //头节点
    public singlelisted() {
        this.head = head;
    }

    /**
     * 头插法
     * @param data 要插入的数据
     */
    @override
    public void addfirst(int data) {
        // 1. 拿到一个实体
        node node = new node(data);

        // 2. 插入
        // 如果是第一次插入，直接到头节点
        if (this.head == null) {
            this.head = node;
        } else { //不是第一次插入
            node.next = this.head; // 插入的节点指向头节点
            this.head = node;      // 更新头节点
        }
    }

    /**
     * 尾插法
     * @param data 要插入的数据
     */
    @override
    public void addlast(int data) {
        // 1. 拿到一个实体
        node node = new node(data);
        node cur = this.head;

        // 2. 插入
        // 如果是第一次插入，直接到头节点
        if (this.head == null) {
            this.head = node;
        } else {
            // 找尾巴
            while (cur.next != null) {
                cur = cur.next;
            }
            // 退出上面的循环，cur所执行的位置就是尾节点
            cur.next = node;
        }
    }

    // 检测 index 该下标是否合法
    private void checkindex(int index) {
        if (index < 0 || index > getlength())
            throw new indexoutofboundsexception("下标不合法！");
    }

    // 找到下标为 index-1 位置的节点
    private node searchindex(int index) {
        checkindex(index);
        if (index == 0)
            return null;
        int count = 0; // 记录行走的步数
        node cur = this.head;

        while (cur.next != null && count < index-1) {
            cur = cur.next;
            count++;
        }

        return cur;
    }

    /**
     * 任意位置插入，第一数据节点为 0号下标
     * @param index 插入的下标
     * @param data 要插入的数据
     * @return true
     */
    @override
    public boolean addindex(int index, int data) {
        node node = new node(data);
        node cur = searchindex(index);

        // 如果链表为空，直接插入到头节点
        if (cur == null) {
            node.next = this.head;
            this.head = node;
        } else { // 链表不为空，插入到 cur 的位置处
            node.next = cur.next;  // 将node链接到cur的下一个节点
            cur.next = node;       // 再将cur链接到node
        }

        return true;
    }

    /**
     * 查找是否包含关键字 key 在单链表中
     * @param key 要查找的关键字
     * @return 找到key返回true，否则返回false
     */
    @override
    public boolean contains(int key) {
        node cur = this.head;
        while (cur != null) {
            if (cur.data == key) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }

        return false;
    }

    // 找第一次出现的关键字为 key 的节点的前驱
    private node searchpre(int key) {
        // 1. 是不是第一个节点 if(head,data == key)
        node pre = this.head;
        if (pre.data == key) {
            // 或者 return null;
            return this.head;
        }

        // 2. if(cur.next.data == key)
        while (pre.next != null) {
            if (pre.next.data == key) {
                return pre;
            }
            pre = pre.next;
        }

        return null;
    }

    /**
     * 删除第一次出现的关键字为 key 的节点
     * @param key 要删除的关键字
     * @return olddata
     */
    @override
    public int remove(int key) {
        int olddata = 0;
        node pre = searchpre(key);

        // 1. 若没有找到
        if (pre == null) {
            // return -1;
            throw new unsupportedoperationexception("没有key的前驱");
        }

        // 2. 找到了，并且在第一个节点
        if (pre == this.head && pre.data == key){
            olddata = this.head.data;
            this.head = this.head.next;
            return olddata;
        }

        // 3. 找到了，并且不在第一个节点
        node delnode = pre.next; // 确定要删除的节点的位置
        pre.next = delnode.next; // 让要删除的节点的前驱指向要删除的节点的后一个节点，进而删除该节点

        return 0;
    }

    /**
     * 删除所有值为 key 的节点
     * @param key 要删除的节点的值
     */
    @override
    public void removeallkey(int key) {
        node pre = this.head;
        node cur = this.head.next;

        // 遍历一遍链表
        while (cur != null) {
            // 若找到了关键字，进行删除
            if (cur.data == key) {
                pre.next = cur.next;
                cur = cur.next;
            } else { // 若不是关键字，继续查看链表的下一个
                pre = cur;
                cur = cur.next;
            }
            if (this.head.data == key) {
                this.head = this.head.next;
            }
        }
    }

    /**
     * 得到单链表的长度
     * @return 单链表长度
     */
    @override
    public int getlength() {
        node cur = this.head;
        int count = 0;  // 节点的个数
        while (cur != null) {
            count++;
            cur = cur.next;
        }
        return count;
    }

    /**
     * 打印单链表
     */
    @override
    public void display() {
        node cur = this.head;
        while (cur != null) {
            system.out.print(cur.data + " ");
            cur = cur.next;
        }
        system.out.println();
    }

    /**
     * 清空单链表以防内存泄漏
     */
    @override
    public void clear() {
        while (this.head != null) {
            node cur = this.head.next;
            this.head.next = null;
            this.head = cur;
        }
    }
}

3. 测试代码

package com.github.linked.impl;

public class testdemo {
    public static void main(string[] args) {

        //mysinglelistimpl mysinglelist = new mysinglelistimpl();
        singlelisted mysinglelist = new singlelisted();

        mysinglelist.addfirst(10);
        mysinglelist.addfirst(20);
        mysinglelist.addfirst(30);
        mysinglelist.addfirst(40);
        mysinglelist.addfirst(50);
        system.out.println("头插：");
        mysinglelist.display();

        mysinglelist.addlast(100);
        mysinglelist.addlast(200);
        system.out.println("尾插：");
        mysinglelist.display();
        system.out.println();

        system.out.print("单链表的长度：");
        system.out.println(mysinglelist.getlength());
        system.out.println();

        mysinglelist.addindex(1,15);
        system.out.println("任意位置插入：");
        mysinglelist.display();
        system.out.println();

        system.out.println("查找是否包含关键字 key 在单链表中：");
        system.out.println("查找关键字125："+mysinglelist.contains(125));
        system.out.println("查找关键字30："+mysinglelist.contains(30));
        system.out.println();

        system.out.println("删除第一次出现的关键字为 key 的节点：");
        system.out.println("删除头节点50：");
        mysinglelist.remove(50); //删除头节点
        mysinglelist.display();
        system.out.println("删除中间节点30：");
        mysinglelist.remove(30); // 删除中间节点
        mysinglelist.display();
        system.out.println("删除尾节点200：");
        mysinglelist.remove(200); // 删除尾节点
        mysinglelist.display();
        system.out.println();

        system.out.println("删除第一次出现的关键字为 key 的节点：");
        mysinglelist.addfirst(20);
        mysinglelist.display();
        mysinglelist.removeallkey(20);
        mysinglelist.display();
        system.out.println();

        system.out.print("单链表的长度：");
        system.out.println(mysinglelist.getlength());
        system.out.println();

        // 测试内存泄漏
        try {
            thread.sleep(1000);
            system.out.println("睡醒了");
        } catch (interruptedexception e) {
            e.printstacktrace();
        }
    }
}

4. 测试结果

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。