标签：Node index Java 实现 next 链表 public 节点 first
链表
先给出自定义的list接口，后面几种链表的实现了该接口
public interface List<E> {
//统计顺序表元素个数
int size();
//判断顺序表是否为空
boolean isEmpty();
//判断顺序表内是否有某个元素
boolean contains(Object o);
//向顺序表添加元素，添加成功放回true，向表尾添加
boolean add(E e);
//根据索引获取元素
E get(int index);
//根据索引设置元素
void set(int index, E value);
//根据索引移除元素
E remove(int index);
//向表头添加元素
void addFirst(E e);
//移除表头元素
E removeFirst();
//移除表尾元素
E removeLast();
}
单向链表的实现
public class SingleLinkedList<E> implements List<E> {
private int size = 0;
private Node<E> first;//链表头
private Node<E> last;//链表尾
public SingleLinkedList() {}
//内部类，对链表节点的抽象
private static class Node<E>{
E data;
Node<E> next;
public Node(E data) {
this.data = data;
}
}
@Override
public int size() {
return size;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
@Override
public boolean contains(Object o) {
//引用类型为空
if(o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.data == null)
return true;
}
}
else{
//引用类型需要用equals()方法
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.data))
return true;
}
}
return false;
}
@Override
public boolean add(E e) {
final Node<E> l = last;//尾节点要指向新节点，先保存当前尾节点
final Node<E> node = new Node(e);
last = node;
//链表为空
if (!isEmpty())
first = node;//链表为空则新增节点成为首节点
else
l.next = node;//原尾节点指向新增节点
size ++;
return true;
}
private void CheckIndex(int index){
//当索引超出范围，抛出异常
if( index < 0 || index > size - 1 )
throw new IndexOutOfBoundsException("index " + index + " out of bounds");
}
@Override
public E get(int index) {
CheckIndex(index);
Node<E> x = first;
//遍历到索引位置
for (int i = 0; i < index; i++) {
x = x.next;
}
//返回数据
return x.data;
}
@Override
public void set(int index, E value) {
CheckIndex(index);
Node<E> x = first;
//遍历到索引位置
for (int i = 0; i < index; i++) {
x = x.next;
}
//修改数据
x.data = value;
}
@Override
public E remove(int index) {
CheckIndex(index);
Node<E> x;//待删除节点
Node<E> p = first;//删除节点的前一个
//待删除的是头节点
if (index == 0) {
x = first;
first = first.next;
} else {
//遍历到被删除节点的前一个
for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
p = p.next;
}
x = p.next;//得到被删除节点
p.next = x.next;
}
size --;
return x.data;
}
@Override
public void addFirst(E e) {
Node<E> node = new Node<E>(e);
final Node<E> f = first;
first = node;
//链表为空，尾节点也要指向当前节点
if (size == 0) {
last = node;
} else {
node.next = f;
}
size ++;
}
@Override
public E removeFirst() {
return remove(0);
}
@Override
public E removeLast() {
return remove(size-1);
}
}
循环链表的实现
循环链表相比单向链表，有以下部分需要对原来的代码修改。
- contains()方法要设置退出机制
- add()方法，链表不为空时，新增节点的next要指向first
- remove()方法，要删除的是头节点，尾节点要指向新的first节点
public class SingleLinkedCircleList<E> implements List<E> {
private int size = 0;
private Node<E> first;//链表头
private Node<E> last;//链表尾
public SingleLinkedCircleList() {}
//内部类，对链表节点的抽象
private static class Node<E>{
E data;
Node<E> next;
public Node(E data) {
this.data = data;
}
}
@Override
public int size() {
return size;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
@Override
public boolean contains(Object o) {
//引用类型为空
if(o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.data == null)
return true;
//设置退出机制：
if (x.next == first)
break;
}
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.data))
return true;
//设置退出机制：
if (x.next == first)
break;
}
}
return false;
}
@Override
public boolean add(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> node = new Node<E>(e);
last = node;
//链表为空
if(size == 0)
first = node;
else{
l.next = node;
node.next = first;
}
size ++;
return true;
}
private void CheckIndex(int index){
//当索引超出范围，抛出异常
if( index < 0 || index > size - 1 )
throw new IndexOutOfBoundsException("index " + index + " out of bounds");
}
@Override
public E get(int index) {
CheckIndex(index);
Node<E> x = first;
//遍历到索引位置
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
//返回数据
return x.data;
}
@Override
public void set(int index, E value) {
CheckIndex(index);
Node<E> x = first;
//遍历到索引位置
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
//修改数据
x.data = value;
}
@Override
public E remove(int index) {
CheckIndex(index);
Node<E> x;//待删除节点
Node<E> p = first;//删除节点的前一个
//待删除的是头节点，尾节点要指向新的头节点
if (index == 0) {
x = first;
first = first.next;
last.next = first;
}
else{
//遍历到被删除节点的前一个
for (int i = 0; i < index - 1; i++)
p = p.next;
x = p.next;//得到被删除节点
p.next = x.next;
}
size --;
return x.data;
}
@Override
public void addFirst(E e) {
Node<E> node = new Node<E>(e);
final Node<E> f = first;
first = node;
//链表为空，尾节点也要指向当前节点
if (size == 0) {
last = node;
} else {
node.next = f;
last.next = node;
}
size ++;
}
@Override
public E removeFirst() {
return remove(0);
}
@Override
public E removeLast() {
return remove(size - 1);
}
}
循环链表解决约瑟夫问题
N个人围成一圈，从第K个开始报数，第M个将被杀掉，最后剩下一个，其余人都将被杀掉。例如N=6，K=1，M=5，被杀掉的顺序是：5，4，6，2，3。
约瑟夫问题用链表求解非常简单，首先last和first先同时移动k-1步，然后进入循环，每前进m-1步就删除当前first指向的节点，删除用两句代码就可以实现：first = first.next; last.next = first 。
将约瑟夫问题解决方法也封装到了循环链表中。
public void JosephSolution(int num, int start, int m){
SingleLinkedCircleList<Integer> list = new SingleLinkedCircleList<Integer>();
//初始化约瑟夫环
for (int i = 0; i < num; i++)
list.add(i+1);
System.out.println("约瑟夫问题的出圈顺序");
//移动(start - 1)到起始位置
for (int i = 0; i < start - 1; i++) {
list.first = list.first.next;
list.last = list.last.next;
}
while(true){
if(list.first == list.last) {
System.out.println(list.first.data + "\n出圈结束");
break;
}
//每向下走(m-1)次到达需要删除的节点上。
for (int i = 0; i < m - 1; i++) {
list.last = list.last.next;
list.first = list.first.next;
}
System.out.printf(list.first.data + "->");
//以下两行是解决问题的关键所在，删除了当前first节点。first指向下一节点。
list.first = list.first.next;
list.last.next = list.first;
}
}
双向链表的实现
双向链表可以在任意节点向前向后遍历，查找效率高于单向链表。不过会占据更多存储空间。与单向链表相比，以下部分需要修改。
- add()方法，链表不为空时，新增节点的next要指向first。
- get()和set()方法，根据索引位置选择从头找还是从尾找。
- remove方法，从头开始找，删除头节点要特殊处理，其它情况时，被删除节点的下一节点的前驱指向p(此时p是被删除节点的前驱)；从尾开始找，删除为尾点节点要特殊处理，其它情况时，被删除节点的下一节点的后驱指向p(此时p是被删除节点的后驱)。从头从尾处理是对称的。
- addFirst()方法，链表不为空时，原来的首节点的前驱要指向当前新增加的节点。
public class LinkedList<E> implements List<E> {
private int size = 0;
private Node<E> first;//链表头
private Node<E> last;//链表尾
//内部类，对链表节点的抽象
public LinkedList() {}
private static class Node<E> {
E data;
Node<E> next;
Node<E> prev;
public Node(E data) {
this.data = data;
}
}
@Override
public int size() {
return size;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
@Override
public boolean contains(Object o) {
//引用类型为空
if(o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.data == null)
return true;
}
}
else{
//引用类型需要用equals()方法
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.data))
return true;
}
}
return false;
}
@Override
public boolean add(E e) {
final Node<E> node = new Node<E>(e);
final Node<E> l = last;
last = node;
//链表为空
if(isEmpty()){
first = node;
}else{
l.next = node;
node.prev = l;
}
size ++;
return true;
}
private void CheckIndex(int index){
//当索引超出范围，抛出异常
if( index < 0 || index > size - 1 )
throw new IndexOutOfBoundsException("index " + index + " out of bounds");
}
@Override
public E get(int index) {
CheckIndex(index);
Node<E> x;
//索引靠后，则从前往后遍历
if(index < (size >> 1)){
x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
}
//索引靠后从后往前找
else{
x = last;
for (int i = 0; i < size - index - 1; i++)
x = x.prev;
}
return x.data;
}
@Override
public void set(int index, E value) {
Node<E> x;
CheckIndex(index);
if(index < (size >> 1)){
x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
}
//索引靠后从后往前找
else{
x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
}
x.data = value;
}
@Override
public E remove(int index) {
CheckIndex(index);
final Node<E> x;//指向被删除节点
Node<E> p;//指向被删除节点的前驱节点或者后驱节点
//索引靠后，则从前往后遍历
if (index < (size >> 1)) {
//删除头指针，特殊处理
if (index == 0) {
x = first;
first = x.next;
} else {
p = first;//从前往后找被删除节点的前驱节点
for (int i = 0; i < index - 1; i++)
p = p.next;
x = p.next;//x指向被删除节点
p.next = x.next;
x.next.prev = p;//被删除节点的下一节点的前驱指向p
}
}
//索引靠后从后往前找
else {
//因为是从后往前找，删除尾节点也要同上面一样的方式处理
if (index == size - 1) {
x = last;
last = x.prev;
}else {
p = last;
for (int i = size - 1; i > index + 1; i--)
p = p.prev;//从后往前找删除节点的后驱节点
x = p.prev;
p.prev = x.prev;
x.prev.next = p;//被删除节点的下一节的后驱指向p
}
}
size --;
return x.data;
}
@Override
public void addFirst(E e) {
Node<E> node = new Node<E>(e);
final Node<E> f = first;
first = node;
//链表为空，尾节点也要指向当前节点
if (size == 0) {
last = node;
} else {
node.next = f;
f.prev = node;
}
size ++;
}
@Override
public E removeFirst() {
return remove(0);
}
@Override
public E removeLast() {
return remove(size - 1);
}
}
链表的实现参考《数据结构与算法基础（Java语言实现）》 作者：柳伟卫 北京大学出版社
标签：Node,index,Java,实现,next,链表,public,节点,first 来源： https://www.cnblogs.com/yjh1024/p/16558174.html
本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享； 2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除； 5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。