Java 資料結構鍊錶操作實作程式碼

 鍊錶是一種複雜的資料結構，其資料之間的相互關係使鍊錶分成三種：單鍊錶、循環鍊錶、雙向鍊錶，以下將逐一介紹。鍊錶在數據結構中是基礎，也是重要的知識點，這裡講下Java 中鍊錶的實現，

JAVA 鍊錶操作：單鍊錶和雙鍊錶

主要講述幾點：

一、鍊錶的簡介

二、鍊錶實作原理與必要性

三、單鍊錶示例

四、雙鍊錶示例

一、鍊錶的簡介

　　鍊錶是一種比較常用的資料結構，但是在查詢時候比較便捷，在多種電腦語言都對應的應用，鍊錶有多種類別，文章針對單鍊錶和雙鍊錶進行分析。鍊錶中資料就像被一個鏈條串聯一起，輕易的可以實現資料的存取。

二、鍊錶實現原理和必要性

　　這裡只分析單鍊錶和雙鍊錶。鍊錶的實作過程有些許複雜的，但是會帶來許多好處。例如現在網購時代到來，商家發快遞一般會將商品包裝在盒子裡並寫上地址信息，快遞公司就可以透過盒子上的信息找到買家，商品完整到達。如果沒有盒子的保護，有可能在途中商品受損。而鍊錶就好比那個寫了地址資訊的盒子，既保護了商品訊息，同時又寫好了物流資訊。鍊錶之中存在一個HEAD節點，類似“火車頭”，只要找到對應HEAD節點，就可以對鍊錶進行操作。此次分析中，HEAD節點只是做資料頭，不保存有效資料。

　　單鍊錶的實作原理如圖：

　　雙鍊錶實作原理：

表節點：

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() ;
}

   

單連結操作類別：

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 + "]";
  }
}

   

四、雙鏈表示例

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();
  }
}

   

 雙鍊錶實作類別：

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() ;
}

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