Java 数据结构链表操作实现代码

 链表是一种复杂的数据结构，其数据之间的相互关系使链表分成三种：单链表、循环链表、双向链表，下面将逐一介绍。链表在数据结构中是基础，也是重要的知识点，这里讲下java 中链表的实现，

java 链表操作：单链表和双链表

主要讲述几点：

一、链表的简介

二、链表实现原理和必要性

三、单链表示例

四、双链表示例

一、链表的简介　

　　链表是一种比较常用的数据结构，链表虽然保存比较复杂，但是在查询时候比较便捷，在多种计算机语言都相应的应用，链表有多种类别，文章针对单链表和双链表进行分析。链表中数据就像被一个链条串联一起，轻易的可以实现数据的访问。

二、链表实现原理和必要性

　　这里只分析单链表和双链表。链表的实现过程是有些许复杂的，但是会带来许多好处。比如现在网购时代到来，商家发快递一般会将商品包装在盒子里并写上地址信息，快递公司就可以通过盒子上的信息找到买家，商品完整到达。如果没有盒子的保护，有可能在途中商品受损。而链表就好比那个写了地址信息的盒子，既保护了商品信息，同时又写好了物流信息。链表之中存在一个head节点，类似“火车头”，只要找到相应head节点，就可以对链表进行操作。此次分析中，head节点只是做数据头，不保存有效数据。

　　单链表的实现原理如图：

　　

　　双链表实现原理：

 

三、单链表示例　　

icommoperate<t> 接口操作类：

package linklisttest;
import java.util.map;
public interface icommoperate<t> {
  
  public boolean insertnode(t node) ;
  public boolean insertposnode(int pos, t node) ;
  public boolean deletenode(int pos) ;
  public boolean updatenode(int pos, map<string, object> map) ;
  public t getnode(int pos, map<string, object> map) ;
  public void printlink() ;
}

单链表节点：

package linklisttest;
// 单连表节点
public class snode {
  private string data;
  private snode nextnode;
  public snode() {
  }
  public snode(string data) {
    this.data = data;
    this.nextnode = new snode();
  }
  
  public string getdata() {
    return data;
  }
  public void setdata(string data) {
    this.data = data;
  }
  public snode getnextnode() {
    return nextnode;
  }
  public void setnextnode(snode nextnode) {
    this.nextnode = nextnode;
  }
  @override
  public string tostring() {
    return "snode [data=" + data + "]";
  }
}

单链接操作类：

package linklisttest;
import java.util.hashmap;
import java.util.map;
public class singlelinklist implements icommoperate<snode>{
  private snode head = new snode("head") ; // 公共头指针，声明之后不变
  private int size = 0 ;
  public int getsize() {
    return this.size;
  }

  /*
   * 链表插入，每次往末端插入
   * */
  @override
  public boolean insertnode(snode node) {
    boolean flag = false ; 
    snode current = this.head ;
    if( this.size==0 ){ // 空链表
      this.head.setnextnode(node) ;
      node.setnextnode(null) ;
    }else{        // 链表内节点
      while( current.getnextnode()!=null ){
        current = current.getnextnode() ;
      }
      current.setnextnode(node) ;
      node.setnextnode(null) ;
    }
    this.size++ ;
    flag = true ;
    
    return flag;
  }

  /*
   * 插入链表指定位置pos，从1开始,而pos大于size则插入链表末端
   * */
  @override
  public boolean insertposnode(int pos, snode node){
    boolean flag = true; 
    snode current = this.head.getnextnode() ;
    
    if( this.size==0 ){          // 空链表
      this.head.setnextnode(node) ;
      node.setnextnode(null) ;
      this.size++ ;
    }else if( this.size<pos ){      // pos位置大于链表长度，插入末端
      insertnode(node) ;
    }else if( pos>0 && pos<=this.size) { // 链表内节点
      // 1、找到要插入pos位置节点和前节点
      int find = 0;
      snode prenode = this.head; // 前节点
      snode currentnode = current; // 当前节点
      while( find<pos-1 && currentnode.getnextnode()!=null ){
        prenode = current ;          // 前节点后移
        currentnode = currentnode.getnextnode() ; // 当前节点后移
        find++ ;
      }
//      system.out.println(prenode);
//      system.out.println(currentnode);
      // 2、插入节点
      prenode.setnextnode(node);
      node.setnextnode(currentnode);
      this.size++ ;
      system.out.println("节点已经插入链表中");
    }else{
      system.out.println("位置信息错误");
      flag = false ;
    }
    
    return flag;
  }
  
  /*
   * 指定链表的节点pos，删除对应节点。方式：找到要删除节点的前后节点，进行删除。从1开始
   * */
  @override
  public boolean deletenode(int pos) {
    boolean flag = false; 
    snode current = this.head.getnextnode() ;
    if( pos<=0 || pos>this.size || current==null ){
      system.out.println("位置信息错误或链表无信息");
    }else{
      // 1、找到要删除节点的前后节点
      int find = 0;
      snode prenode = this.head; // 前节点
      snode nextnode = current.getnextnode(); // 后节点
      while( find<pos-1 && nextnode.getnextnode()!=null ){
        prenode = current ;          // 前节点后移
        nextnode = nextnode.getnextnode() ; // 后节点后移
        find++ ;
      }
//      system.out.println(prenode);
//      system.out.println(nextnode);
      
      // 2、删除节点
      prenode.setnextnode(nextnode);
      system.gc();
      this.size-- ;
      flag = true ;
    }
    
    return flag;
  }

  /*
   * 指定链表的节点pos，修改对应节点。 从1开始
   * */
  @override
  public boolean updatenode(int pos, map<string, object> map) {
    boolean flag = false ;
    snode node = getnode(pos, map); // 获得相应位置pos的节点
    if( node!=null ){
      string data = (string) map.get("data") ;
      node.setdata(data);
      flag = true ;
    }
    return flag;
  }

  /*
   * 找到指定链表的节点pos，从1开始
   * */
  @override
  public snode getnode(int pos, map<string, object> map) {
    snode current = this.head.getnextnode() ;
    if( pos<=0 || pos>this.size || current==null ){
      system.out.println("位置信息错误或链表不存在");
      return null;
    }
    int find = 0 ;
    while( find<pos-1 && current!=null ){
      current = current.getnextnode() ;
      find++ ;
    }
    return current;
  }

  /*
   * 打印链表
   * */
  @override
  public void printlink() {
    int length = this.size ;
    if( length==0 ){
      system.out.println("链表为空！");
      return ;
    }
    snode current = this.head.getnextnode() ;
    int find = 0 ; 
    system.out.println("总共有节点数: " + length +" 个");
    while( current!=null ){
      system.out.println("第 " + (++find) + " 个节点 ：" + current);
      current=current.getnextnode() ;
    }
  }
  
  public static void main(string[] args) {
    singlelinklist sll = new singlelinklist() ;
    snode node1 = new snode("节点1");
    snode node2 = new snode("节点2");
    snode node3 = new snode("节点3");
    snode node4 = new snode("节点4");
    snode node5 = new snode("节点5");
    snode node6 = new snode("插入指定位置");
    sll.insertposnode(sll.getsize()+1, node1) ;
    sll.insertposnode(sll.getsize()+1, node2) ;
    sll.insertposnode(sll.getsize()+1, node3) ;
    sll.insertposnode(sll.getsize()+1, node4) ;
    sll.insertposnode(sll.getsize()+1, node5) ;
    
//    sll.insertnode(node1);
//    sll.insertnode(node2);
//    sll.insertnode(node3);
//    sll.insertnode(node4);
//    sll.insertnode(node5);
    
    system.out.println("*******************输出链表*******************");
    sll.printlink();
    
    system.out.println("*******************获得指定链表节点*******************");
    int pos = 2 ;
    system.out.println("获取链表第 "+pos+" 个位置数据 ："+sll.getnode(pos, null));
    
    system.out.println("*******************向链表指定位置插入节点*******************");
    int pos1 = 2 ;
    system.out.println("将数据插入第 "+pos1+" 个节点：");
    sll.insertposnode(pos1, node6) ;
    sll.printlink();
    
    system.out.println("*******************删除链表指定位置节点*******************");
    int pos2 = 2 ;
    system.out.println("删除第 "+pos2+" 个节点：");
    sll.deletenode(pos2) ;
    sll.printlink();
    
    system.out.println("*******************修改链表指定位置节点*******************");
    int pos3 = 2 ;
    system.out.println("修改第 "+pos3+" 个节点：");
    map<string, object> map = new hashmap<>() ;
    map.put("data", "this is a test") ;
    sll.updatenode(pos3, map) ;
    sll.printlink();
  }
}

四、双链表示例

icommoperate<t> 接口操作类：

package linklisttest;
import java.util.map;
public interface icommoperate<t> {  
  public boolean insertnode(t node) ;
  public boolean insertposnode(int pos, t node) ;
  public boolean deletenode(int pos) ;
  public boolean updatenode(int pos, map<string, object> map) ;
  public t getnode(int pos, map<string, object> map) ;
  public void printlink() ;
}

双链表节点：

package linklisttest;
// 双连表节点
public class dnode {
  private dnode priornode;
  private string data;
  private dnode nextnode;
  
  public dnode(){ 
  }
  public dnode(string data) {
    this.priornode = new dnode() ;
    this.data = data ;
    this.nextnode = new dnode() ;
  }

  public dnode getpriornode() {
    return priornode;
  }
  public void setpriornode(dnode priornode) {
    this.priornode = priornode;
  }

  public string getdata() {
    return data;
  }
  public void setdata(string data) {
    this.data = data;
  }

  public dnode getnextnode() {
    return nextnode;
  }
  public void setnextnode(dnode nextnode) {
    this.nextnode = nextnode;
  }

  @override
  public string tostring() {
    return "dnode [data=" + data + "]";
  }  
}

 双链表实现类：

package linklisttest;
import java.util.hashmap;
import java.util.map;
public class doublelinklist implements icommoperate<dnode>{
  private dnode head = new dnode("head");
  private int size = 0 ;
  public int getsize() {
    return this.size;
  }
  
  /*
   * 链表插入，每次往末端插入
   * */
  @override
  public boolean insertnode(dnode node) {
    boolean flag = false; 
    
    dnode current = this.head ;
    if( this.size==0 ){ // 空链表
      this.head.setnextnode(node) ;
      node.setpriornode(this.head);
      node.setnextnode(null) ;
    }else{        // 链表内节点
      while( current.getnextnode()!=null ){
        current = current.getnextnode() ;
      }
      current.setnextnode(node);
      node.setnextnode(null);
      node.setpriornode(current);
    }
    this.size++ ;
    flag = true ;
  
    return flag;
  }
  
  /*
   * 插入链表指定位置pos，从1开始,而pos大于size则插入链表末端
   * */
  @override
  public boolean insertposnode(int pos, dnode node) {
    boolean flag = true;
    
    dnode current = this.head.getnextnode() ;
    if( this.size==0){             // 链表为空
      this.head.setnextnode(node) ;
      node.setnextnode(null) ;
      node.setpriornode(this.head);
      this.size++ ;
    }else if( pos>this.size ){         // pos位置大于链表长度，插入末端
      insertnode(node) ;
    }else if( pos>0 && pos<=this.size ){  // 链表内节点
      // 1、找到要插入位置pos节点，插入pos节点当前位置
      int find = 0;
      while( find<pos-1 && current.getnextnode()!=null ){
        current = current.getnextnode() ;
        find++ ;
      }
      // 2、插入节点
      if( current.getnextnode()==null ){ // 尾节点
        node.setpriornode(current);
        node.setnextnode(null);
        current.setnextnode(node);
      } else if( current.getnextnode()!=null ) { //中间节点
        node.setpriornode(current.getpriornode());
        node.setnextnode(current);
        current.getpriornode().setnextnode(node);
        current.setpriornode(node);
      } 
      this.size++ ;
    }else{
      system.out.println("位置信息错误");
      flag = false ;
    }
    
    return flag;
  }
  
  /*
   * 指定链表的节点pos，删除对应节点，从1开始
   * */
  @override
  public boolean deletenode(int pos) {
    boolean flag = false; 
    dnode current = this.head.getnextnode() ;
    if( pos<=0 || pos>this.size || current==null ){
      system.out.println("位置信息错误或链表不存在");
    }else{
      // 1、找到要删除位置pos节点
      int find = 0;
      while( find<pos-1 && current.getnextnode()!=null ){
        current = current.getnextnode() ;
        find++ ;
      }
      // 2、删除节点
      if( current.getnextnode()==null ){ // 尾节点
        current.getpriornode().setnextnode(null) ;
      } else if( current.getnextnode()!=null ) { //中间节点
        current.getpriornode().setnextnode(current.getnextnode()) ;
        current.getnextnode().setpriornode(current.getpriornode()) ;
      } 
      system.gc();
      this.size-- ;
      flag = true ;
    }
    return flag;
  }

  /*
   * 指定链表的节点pos，修改对应节点。 从1开始
   * */
  @override
  public boolean updatenode(int pos, map<string, object> map) {
    boolean flag = false ;
    dnode node = getnode(pos, map);
    if( node!=null ){
      string data = (string) map.get("data") ;
      node.setdata(data);
      flag = true ;
    }
    return flag;
  }
  
  /*
   * 找到指定链表的节点pos，从1开始
   * */
  @override
  public dnode getnode(int pos, map<string, object> map) {
    dnode current = this.head.getnextnode() ;
    if( pos<=0 || pos>this.size || current==null ){
      system.out.println("位置信息错误或链表不存在");
      return null;
    }
    int find = 0 ;
    while( find<pos-1 && current!=null ){
      current = current.getnextnode() ;
      find++ ;
    }
    return current;
  }
  
  /*
   * 打印链表
   * */
  @override
  public void printlink() {
    int length = this.size ;
    if( length==0 ){
      system.out.println("链表为空！");
      return ;
    }
    dnode current = this.head.getnextnode() ;
    int find = 0 ; 
    system.out.println("总共有节点数: " + length +" 个");
    while( current!=null ){
      system.out.println("第 " + (++find) + " 个节点 ：" + current);
      current=current.getnextnode() ;
    }
  }
  
  public static void main(string[] args) {
    doublelinklist dll = new doublelinklist() ;
    dnode node1 = new dnode("节点1");
    dnode node2 = new dnode("节点2");
    dnode node3 = new dnode("节点3");
    dnode node4 = new dnode("节点4");
    dnode node5 = new dnode("节点5");
    dnode node6 = new dnode("插入指定位置");
    dll.insertposnode(10, node1) ;
    dll.insertposnode(10, node2) ;
    dll.insertposnode(10, node3) ;
    dll.insertposnode(10, node4) ;
    dll.insertposnode(10, node5) ;
//    dll.insertnode(node1);
//    dll.insertnode(node2);
//    dll.insertnode(node3);
//    dll.insertnode(node4);
//    dll.insertnode(node5);
    
    system.out.println("*******************输出链表*******************");
    dll.printlink();
    
    system.out.println("*******************获得指定链表节点*******************");
    int pos = 2 ;
    system.out.println("获取链表第 "+pos+" 个位置数据 ："+dll.getnode(pos, null));
    
    system.out.println("*******************向链表指定位置插入节点*******************");
    int pos1 = 2 ;
    system.out.println("将数据插入第"+pos1+"个节点：");
    dll.insertposnode(pos1, node6) ;
    dll.printlink();
    
    system.out.println("*******************删除链表指定位置节点*******************");
    int pos2 = 7 ;
    system.out.println("删除第"+pos2+"个节点：");
    dll.deletenode(pos2) ;
    dll.printlink();
    
    system.out.println("*******************修改链表指定位置节点*******************");
    int pos3 = 2 ;
    system.out.println("修改第"+pos3+"个节点：");
    map<string, object> map = new hashmap<>() ;
    map.put("data", "this is a test") ;
    dll.updatenode(pos3, map) ;
    dll.printlink();
  } 
}

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