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服務(wù)器之家 - 編程語言 - JAVA教程 - Java 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈表操作實(shí)現(xiàn)代碼

Java 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈表操作實(shí)現(xiàn)代碼

2020-06-24 11:36java教程網(wǎng) JAVA教程

這篇文章主要介紹了Java 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈表操作的相關(guān)資料,并附實(shí)例代碼，需要的朋友可以參考下

 鏈表是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系使鏈表分成三種：?jiǎn)捂湵怼⒀h(huán)鏈表、雙向鏈表，下面將逐一介紹。鏈表在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中是基礎(chǔ)，也是重要的知識(shí)點(diǎn)，這里講下Java 中鏈表的實(shí)現(xiàn)，

JAVA 鏈表操作：?jiǎn)捂湵砗碗p鏈表

主要講述幾點(diǎn)：

一、鏈表的簡(jiǎn)介

二、鏈表實(shí)現(xiàn)原理和必要性

三、單鏈表示例

四、雙鏈表示例

一、鏈表的簡(jiǎn)介　

　　鏈表是一種比較常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，鏈表雖然保存比較復(fù)雜，但是在查詢時(shí)候比較便捷，在多種計(jì)算機(jī)語言都相應(yīng)的應(yīng)用，鏈表有多種類別，文章針對(duì)單鏈表和雙鏈表進(jìn)行分析。鏈表中數(shù)據(jù)就像被一個(gè)鏈條串聯(lián)一起，輕易的可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問。

二、鏈表實(shí)現(xiàn)原理和必要性

　　這里只分析單鏈表和雙鏈表。鏈表的實(shí)現(xiàn)過程是有些許復(fù)雜的，但是會(huì)帶來許多好處。比如現(xiàn)在網(wǎng)購時(shí)代到來，商家發(fā)快遞一般會(huì)將商品包裝在盒子里并寫上地址信息，快遞公司就可以通過盒子上的信息找到買家，商品完整到達(dá)。如果沒有盒子的保護(hù)，有可能在途中商品受損。而鏈表就好比那個(gè)寫了地址信息的盒子，既保護(hù)了商品信息，同時(shí)又寫好了物流信息。鏈表之中存在一個(gè)HEAD節(jié)點(diǎn)，類似“火車頭”，只要找到相應(yīng)HEAD節(jié)點(diǎn)，就可以對(duì)鏈表進(jìn)行操作。此次分析中，HEAD節(jié)點(diǎn)只是做數(shù)據(jù)頭，不保存有效數(shù)據(jù)。

　　單鏈表的實(shí)現(xiàn)原理如圖：

Java 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈表操作實(shí)現(xiàn)代碼

　　雙鏈表實(shí)現(xiàn)原理：

Java 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈表操作實(shí)現(xiàn)代碼

三、單鏈表示例　　

ICommOperate<T> 接口操作類：

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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() ;
}

單鏈表節(jié)點(diǎn)：

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package LinkListTest;
// 單連表節(jié)點(diǎn)
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 + "]";
  }
}

單鏈接操作類：

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package LinkListTest;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class SingleLinkList implements ICommOperate<SNode>{
  private SNode head = new SNode("HEAD") ; // 公共頭指針，聲明之后不變
  private int size = 0 ;
  public int getSize() {
    return this.size;
  }
 
  /*
   * 鏈表插入，每次往末端插入
   * */
  @Override
  public boolean insertNode(SNode node) {
    boolean flag = false ;
    SNode current = this.head ;
    if( this.size==0 ){ // 空鏈表
      this.head.setNextNode(node) ;
      node.setNextNode(null) ;
    }else{        // 鏈表內(nèi)節(jié)點(diǎn)
      while( current.getNextNode()!=null ){
        current = current.getNextNode() ;
      }
      current.setNextNode(node) ;
      node.setNextNode(null) ;
    }
    this.size++ ;
    flag = true ;
    
    return flag;
  }
 
  /*
   * 插入鏈表指定位置pos，從1開始,而pos大于size則插入鏈表末端
   * */
  @Override
  public boolean insertPosNode(int pos, SNode node){
    boolean flag = true;
    SNode current = this.head.getNextNode() ;
    
    if( this.size==0 ){          // 空鏈表
      this.head.setNextNode(node) ;
      node.setNextNode(null) ;
      this.size++ ;
    }else if( this.size<pos ){      // pos位置大于鏈表長(zhǎng)度，插入末端
      insertNode(node) ;
    }else if( pos>0 && pos<=this.size) { // 鏈表內(nèi)節(jié)點(diǎn)
      // 1、找到要插入pos位置節(jié)點(diǎn)和前節(jié)點(diǎn)
      int find = 0;
      SNode preNode = this.head; // 前節(jié)點(diǎn)
      SNode currentNode = current; // 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)
      while( find<pos-1 && currentNode.getNextNode()!=null ){
        preNode = current ;          // 前節(jié)點(diǎn)后移
        currentNode = currentNode.getNextNode() ; // 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)后移
        find++ ;
      }
//      System.out.println(preNode);
//      System.out.println(currentNode);
      // 2、插入節(jié)點(diǎn)
      preNode.setNextNode(node);
      node.setNextNode(currentNode);
      this.size++ ;
      System.out.println("節(jié)點(diǎn)已經(jīng)插入鏈表中");
    }else{
      System.out.println("位置信息錯(cuò)誤");
      flag = false ;
    }
    
    return flag;
  }
  
  /*
   * 指定鏈表的節(jié)點(diǎn)pos，刪除對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)。方式：找到要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的前后節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行刪除。從1開始
   * */
  @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("位置信息錯(cuò)誤或鏈表無信息");
    }else{
      // 1、找到要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的前后節(jié)點(diǎn)
      int find = 0;
      SNode preNode = this.head; // 前節(jié)點(diǎn)
      SNode nextNode = current.getNextNode(); // 后節(jié)點(diǎn)
      while( find<pos-1 && nextNode.getNextNode()!=null ){
        preNode = current ;          // 前節(jié)點(diǎn)后移
        nextNode = nextNode.getNextNode() ; // 后節(jié)點(diǎn)后移
        find++ ;
      }
//      System.out.println(preNode);
//      System.out.println(nextNode);
      
      // 2、刪除節(jié)點(diǎn)
      preNode.setNextNode(nextNode);
      System.gc();
      this.size-- ;
      flag = true ;
    }
    
    return flag;
  }
 
  /*
   * 指定鏈表的節(jié)點(diǎn)pos，修改對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)。 從1開始
   * */
  @Override
  public boolean updateNode(int pos, Map<String, Object> map) {
    boolean flag = false ;
    SNode node = getNode(pos, map); // 獲得相應(yīng)位置pos的節(jié)點(diǎn)
    if( node!=null ){
      String data = (String) map.get("data") ;
      node.setData(data);
      flag = true ;
    }
    return flag;
  }
 
  /*
   * 找到指定鏈表的節(jié)點(diǎn)pos，從1開始
   * */
  @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("位置信息錯(cuò)誤或鏈表不存在");
      return null;
    }
    int find = 0 ;
    while( find<pos-1 && current!=null ){
      current = current.getNextNode() ;
      find++ ;
    }
    return current;
  }
 
  /*
   * 打印鏈表
   * */
  @Override
  public void printLink() {
    int length = this.size ;
    if( length==0 ){
      System.out.println("鏈表為空！");
      return ;
    }
    SNode current = this.head.getNextNode() ;
    int find = 0 ;
    System.out.println("總共有節(jié)點(diǎn)數(shù): " + length +" 個(gè)");
    while( current!=null ){
      System.out.println("第 " + (++find) + " 個(gè)節(jié)點(diǎn) ：" + current);
      current=current.getNextNode() ;
    }
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    SingleLinkList sll = new SingleLinkList() ;
    SNode node1 = new SNode("節(jié)點(diǎn)1");
    SNode node2 = new SNode("節(jié)點(diǎn)2");
    SNode node3 = new SNode("節(jié)點(diǎn)3");
    SNode node4 = new SNode("節(jié)點(diǎn)4");
    SNode node5 = new SNode("節(jié)點(diǎn)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("*******************輸出鏈表*******************");
    sll.printLink();
    
    System.out.println("*******************獲得指定鏈表節(jié)點(diǎn)*******************");
    int pos = 2 ;
    System.out.println("獲取鏈表第 "+pos+" 個(gè)位置數(shù)據(jù) ："+sll.getNode(pos, null));
    
    System.out.println("*******************向鏈表指定位置插入節(jié)點(diǎn)*******************");
    int pos1 = 2 ;
    System.out.println("將數(shù)據(jù)插入第 "+pos1+" 個(gè)節(jié)點(diǎn)：");
    sll.insertPosNode(pos1, node6) ;
    sll.printLink();
    
    System.out.println("*******************刪除鏈表指定位置節(jié)點(diǎn)*******************");
    int pos2 = 2 ;
    System.out.println("刪除第 "+pos2+" 個(gè)節(jié)點(diǎn)：");
    sll.deleteNode(pos2) ;
    sll.printLink();
    
    System.out.println("*******************修改鏈表指定位置節(jié)點(diǎn)*******************");
    int pos3 = 2 ;
    System.out.println("修改第 "+pos3+" 個(gè)節(jié)點(diǎn)：");
    Map<String, Object> map = new HashMap<>() ;
    map.put("data", "this is a test") ;
    sll.updateNode(pos3, map) ;
    sll.printLink();
  }
}

四、雙鏈表示例

ICommOperate<T> 接口操作類：

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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() ;
}

雙鏈表節(jié)點(diǎn)：

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package LinkListTest;
// 雙連表節(jié)點(diǎn)
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 + "]";
  } 
}

 雙鏈表實(shí)現(xiàn)類：

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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;
  }
  
  /*
   * 鏈表插入，每次往末端插入
   * */
  @Override
  public boolean insertNode(DNode node) {
    boolean flag = false;
    
    DNode current = this.head ;
    if( this.size==0 ){ // 空鏈表
      this.head.setNextNode(node) ;
      node.setPriorNode(this.head);
      node.setNextNode(null) ;
    }else{        // 鏈表內(nèi)節(jié)點(diǎn)
      while( current.getNextNode()!=null ){
        current = current.getNextNode() ;
      }
      current.setNextNode(node);
      node.setNextNode(null);
      node.setPriorNode(current);
    }
    this.size++ ;
    flag = true ;
  
    return flag;
  }
  
  /*
   * 插入鏈表指定位置pos，從1開始,而pos大于size則插入鏈表末端
   * */
  @Override
  public boolean insertPosNode(int pos, DNode node) {
    boolean flag = true;
    
    DNode current = this.head.getNextNode() ;
    if( this.size==0){             // 鏈表為空
      this.head.setNextNode(node) ;
      node.setNextNode(null) ;
      node.setPriorNode(this.head);
      this.size++ ;
    }else if( pos>this.size ){         // pos位置大于鏈表長(zhǎng)度，插入末端
      insertNode(node) ;
    }else if( pos>0 && pos<=this.size ){  // 鏈表內(nèi)節(jié)點(diǎn)
      // 1、找到要插入位置pos節(jié)點(diǎn)，插入pos節(jié)點(diǎn)當(dāng)前位置
      int find = 0;
      while( find<pos-1 && current.getNextNode()!=null ){
        current = current.getNextNode() ;
        find++ ;
      }
      // 2、插入節(jié)點(diǎn)
      if( current.getNextNode()==null ){ // 尾節(jié)點(diǎn)
        node.setPriorNode(current);
        node.setNextNode(null);
        current.setNextNode(node);
      } else if( current.getNextNode()!=null ) { //中間節(jié)點(diǎn)
        node.setPriorNode(current.getPriorNode());
        node.setNextNode(current);
        current.getPriorNode().setNextNode(node);
        current.setPriorNode(node);
      }
      this.size++ ;
    }else{
      System.out.println("位置信息錯(cuò)誤");
      flag = false ;
    }
    
    return flag;
  }
  
  /*
   * 指定鏈表的節(jié)點(diǎn)pos，刪除對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)，從1開始
   * */
  @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("位置信息錯(cuò)誤或鏈表不存在");
    }else{
      // 1、找到要?jiǎng)h除位置pos節(jié)點(diǎn)
      int find = 0;
      while( find<pos-1 && current.getNextNode()!=null ){
        current = current.getNextNode() ;
        find++ ;
      }
      // 2、刪除節(jié)點(diǎn)
      if( current.getNextNode()==null ){ // 尾節(jié)點(diǎn)
        current.getPriorNode().setNextNode(null) ;
      } else if( current.getNextNode()!=null ) { //中間節(jié)點(diǎn)
        current.getPriorNode().setNextNode(current.getNextNode()) ;
        current.getNextNode().setPriorNode(current.getPriorNode()) ;
      }
      System.gc();
      this.size-- ;
      flag = true ;
    }
    return flag;
  }
 
  /*
   * 指定鏈表的節(jié)點(diǎn)pos，修改對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)。 從1開始
   * */
  @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;
  }
  
  /*
   * 找到指定鏈表的節(jié)點(diǎn)pos，從1開始
   * */
  @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("位置信息錯(cuò)誤或鏈表不存在");
      return null;
    }
    int find = 0 ;
    while( find<pos-1 && current!=null ){
      current = current.getNextNode() ;
      find++ ;
    }
    return current;
  }
  
  /*
   * 打印鏈表
   * */
  @Override
  public void printLink() {
    int length = this.size ;
    if( length==0 ){
      System.out.println("鏈表為空！");
      return ;
    }
    DNode current = this.head.getNextNode() ;
    int find = 0 ;
    System.out.println("總共有節(jié)點(diǎn)數(shù): " + length +" 個(gè)");
    while( current!=null ){
      System.out.println("第 " + (++find) + " 個(gè)節(jié)點(diǎn) ：" + current);
      current=current.getNextNode() ;
    }
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    DoubleLinkList dll = new DoubleLinkList() ;
    DNode node1 = new DNode("節(jié)點(diǎn)1");
    DNode node2 = new DNode("節(jié)點(diǎn)2");
    DNode node3 = new DNode("節(jié)點(diǎn)3");
    DNode node4 = new DNode("節(jié)點(diǎn)4");
    DNode node5 = new DNode("節(jié)點(diǎn)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("*******************輸出鏈表*******************");
    dll.printLink();
    
    System.out.println("*******************獲得指定鏈表節(jié)點(diǎn)*******************");
    int pos = 2 ;
    System.out.println("獲取鏈表第 "+pos+" 個(gè)位置數(shù)據(jù) ："+dll.getNode(pos, null));
    
    System.out.println("*******************向鏈表指定位置插入節(jié)點(diǎn)*******************");
    int pos1 = 2 ;
    System.out.println("將數(shù)據(jù)插入第"+pos1+"個(gè)節(jié)點(diǎn)：");
    dll.insertPosNode(pos1, node6) ;
    dll.printLink();
    
    System.out.println("*******************刪除鏈表指定位置節(jié)點(diǎn)*******************");
    int pos2 = 7 ;
    System.out.println("刪除第"+pos2+"個(gè)節(jié)點(diǎn)：");
    dll.deleteNode(pos2) ;
    dll.printLink();
    
    System.out.println("*******************修改鏈表指定位置節(jié)點(diǎn)*******************");
    int pos3 = 2 ;
    System.out.println("修改第"+pos3+"個(gè)節(jié)點(diǎn)：");
    Map<String, Object> map = new HashMap<>() ;
    map.put("data", "this is a test") ;
    dll.updateNode(pos3, map) ;
    dll.printLink();
  }
}

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