Java データ構造のリンク リスト操作の実装コード

リンク リストは複雑なデータ構造です。データ間の相互関係により、リンク リストは単一リンク リスト、循環リンク リスト、および二重リンク リストの 3 つのタイプに分類されます。以下で 1 つずつ紹介します。リンク リストはデータ構造の基礎であり、重要な知識ポイントでもあります。ここでは、Java でのリンク リストの実装について説明します。

JAVA リンク リストの操作: シングル リンク リストとダブル リンク リスト

主に次の点について説明します。

1. リンクリストの概要

2. リンクリスト実装の原理と必要性

3. 単一リンクテーブルの例

4. 二重リンクテーブルの例

1. リンクリストの概要

リンク リストは一般的に使用されるデータ構造ですが、リンク リストはクエリの際に便利で、多くのコンピュータ言語に適用できます。この記事では、単一リンク リストと二重リンク リストを分析します。リスト。リンクリスト内のデータはチェーンで直列につながっているようなもので、簡単にデータにアクセスできます。

2. リンクリスト実装の原理と必要性

ここではシングルリンクリストとダブルリンクリストのみを分析します。リンク リストの実装プロセスはやや複雑ですが、多くの利点がもたらされます。たとえば、オンラインショッピングの時代が到来した現在、販売者は通常、商品を箱に梱包し、速達便を送る際に住所情報を書き込みます。宅配会社はその箱の情報を使用して購入者を見つけることができ、商品はそのままの状態で届きます。箱が保護されていないと、輸送中に商品が損傷する可能性があります。リンクリストは住所情報が書かれた箱のようなもので、製品情報を保護するだけでなく、物流情報も書き込まれます。リンクリストには、「機関車」と同様に HEAD ノードがあり、対応する HEAD ノードが見つかる限り、リンクリストを操作できます。この分析では、HEAD ノードはデータ ヘッダーとしてのみ機能し、有効なデータは保存されません。

シングルリンクリストの実装原理は以下の通りです:

:

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() ;
}

シングルリンク操作クラス:

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 + "]";
  }
}

IV. ダブルリンクリストの例

I CommOperate8742468051c85b06f0a0af9e3e506b5cインターフェース操作クラス:

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();
  }
}

ダブルリンクリストノード:

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() ;
}

ダブルリンクリスト実装クラス:

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 + "]";
  } 
}

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