Java 数据结构链表操作实现代码
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2024-03-12 22:42:39
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ja...
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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