java实现单向链表
2024-04-04 01:52:26
一、单向链表的结构。
(1)、首先节点的结构，其中包含本节点内容，以及需要指向下一个节点。
Java代码
private static class Entry<E>{
E e;
Entry<E> nextEntry;
public Entry(E e,Entry<E> nextEntry){
this.e=e;
this.nextEntry=nextEntry;
}
}
private static class Entry<E>{
E e;
Entry<E> nextEntry;
public Entry(E e,Entry<E> nextEntry){
this.e=e;
this.nextEntry=nextEntry;
}
}Java代码
Java代码
其中e则指向本节点的对象，而nextEntry则指向下一个节点。
(2)、任何时候都需要知道表头在哪里。毕竟是单向链表嘛，因为只有一个方向，找到了表头就能找到全部。
Java代码
private Entry<E> head;
private Entry<E> head;
(3)、还可以记录链表中总共有多少个节点。它是在某些判断时为了提高效率而存在的。不是绝对需要的。毕竟知道表头后，一个一个按顺序去寻找就好了。
Java代码
private int size;
public int size(){
return this.size;
}
private int size;
public int size(){
return this.size;
}
Java代码
好了有这三样，就足够了。就看我们如何用他们了。
二、内部实现。
(1)、第一次向链表中插入。此时链表中节点为null，第一次插入，无非就是把节点头插入而已。
可以看出就是把链表头初始化了，并且链表大小涨1。其中modCount记录整个链表修改的次数，链表的增加和删除它都会增加。毕竟第一次插入相对外调用是透明的，所以应该是私有的咯。（透明就是不可见，这里只得是外部没必要知道它的存在）
Java代码
private void addFirst(E e){
head=new Entry<E>(e,null);
size++;
modCount++;
}
private void addFirst(E e){
head=new Entry<E>(e,null);
size++;
modCount++;
}
(2)、表头插入。在链表的头前插入一个元素，新增的元素变成新的表头。这个插入是效率最高的，毕竟你时刻知道链表的头在哪里。
Java代码
public void addHead(E e){
if(head==null){
this.addFirst(e);
}else{
Entry<E> newEntry=new Entry<E>(e,head);
head=newEntry;
size++;
modCount++;
}
}
public void addHead(E e){
if(head==null){
this.addFirst(e);
}else{
Entry<E> newEntry=new Entry<E>(e,head);
head=newEntry;
size++;
modCount++;
}
}可以看出头为null的时候，则表明链表中没值，只需调用第一次插入。否则对给定的元素创新增一个节点，新增节点的下一个指向头节点，当然此时自己已经变成头结点了，索引要更新头节点的引用。（可以看出想要清空链表，只需要将头置为null就好了）
(3)、指定节点插入（插队）。在链表的指定节点插入一个元素，效率非常低。由于规则上你只能从队伍第一个开始往后找，找到你要插队位置的前一个，并将你插入其中，你先要告诉你身前人你在他身后，并且你自己要清楚你身后是谁。反正够麻烦的。
Java代码
public void addSpecifyIndex(E e,int index){
if(index<0||index>size||size==0){
throw new NoSuchElementException();
}
if(index==0){
this.addHead(e);
return;
}
int count=0;
for (Entry<E> p=head; p!=null;p=p.nextEntry) {
if(count+1==index){
Entry<E> newEntry=new Entry<E>(e,p.nextEntry);
p.nextEntry=newEntry;
size++;
modCount++;
return;
}
count++;
}
}
public void addSpecifyIndex(E e,int index){
if(index<0||index>size||size==0){
throw new NoSuchElementException();
}
if(index==0){
this.addHead(e);
return;
}
int count=0;
for (Entry<E> p=head; p!=null;p=p.nextEntry) {
if(count+1==index){
Entry<E> newEntry=new Entry<E>(e,p.nextEntry);
p.nextEntry=newEntry;
size++;
modCount++;
return;
}
count++;
}
}
Java代码
先进行判断index是否正确，规定不能插入null链表。而且不能跳着走，毕竟链表要连起来。由于要找到前一个，但是表头的前一个是没有的，所以index==0时要单独判断。后面则用count进行计数，找到其index-1节点，然后进行插队处理。
(4)、尾插入。其实也是插队了，只是总是需要插到最后一个之后。
Java代码
public void add(E e){
if(head==null){
this.addFirst(e);
}else{
this.addSpecifyIndex(e, size);
}
}
public void add(E e){
if(head==null){
this.addFirst(e);
}else{
this.addSpecifyIndex(e, size);
}
}
(5)、指定节点获取元素。效率低，同样从头开始找到指定的节点把其中元素取出
Java代码
public E get(int index){
if(index<0||index>=size){
throw new NoSuchElementException();
}
E result=null;
int count=0;
for (Entry<E> p=head;p!=null;p=p.nextEntry) {
if(count==index){
result=p.e;
}
count++;
}
return result;
}
public E get(int index){
if(index<0||index>=size){
throw new NoSuchElementException();
}
E result=null;
int count=0;
for (Entry<E> p=head;p!=null;p=p.nextEntry) {
if(count==index){
result=p.e;
}
count++;
}
return result;
}
Java代码
(6)、指定节点删除。效率低，同样需要找到指定节点前一节点，直接把指定节点跳过就好了。
Java代码
public void remove(int index){
if(index<0||index>=size){
throw new NoSuchElementException();
}
if(index==0){
head=head.nextEntry;
size--;
modCount++;
return;
}
int count=0;
for (Entry<E> p=head;p.nextEntry!=null;p=p.nextEntry) {
if(count+1==index){
p.nextEntry=p.nextEntry.nextEntry;
size--;
modCount++;
break;
}
count++;
}
}
public void remove(int index){
if(index<0||index>=size){
throw new NoSuchElementException();
}
if(index==0){
head=head.nextEntry;
size--;
modCount++;
return;
}
int count=0;
for (Entry<E> p=head;p.nextEntry!=null;p=p.nextEntry) {
if(count+1==index){
p.nextEntry=p.nextEntry.nextEntry;
size--;
modCount++;
break;
}
count++;
}
}
(7)、循环。为了好进行遍历演示，下面的就是循环遍历所用的了，大家随意看一下就好了。
Java代码
private transient Entry<E> current;
public void setCursor(int index){
if(index<0||index>=size){
throw new NoSuchElementException();
}
int count=0;
for (Entry<E> p=head;p!=null;p=p.nextEntry) {
if(count==index){
current=p;
break;
}
count++;
}
}
public boolean hasNext(){
return current!=null;
}
public E next(){
E result=current.e;
current=current.nextEntry;
return result;
}
private transient Entry<E> current;
public void setCursor(int index){
if(index<0||index>=size){
throw new NoSuchElementException();
}
int count=0;
for (Entry<E> p=head;p!=null;p=p.nextEntry) {
if(count==index){
current=p;
break;
}
count++;
}
}
public boolean hasNext(){
return current!=null;
}
public E next(){
E result=current.e;
current=current.nextEntry;
return result;
}
三、测试。。一个main方法，测试一下。
Java代码
public static void main(String[] args) {
SingleChain<String> singleChain=new SingleChain<String>();
for (int i = 0; i < 4; i++) {
singleChain.add(i+"");
}
//头插入
// singleChain.addHead("head");
//尾插入
// singleChain.add("tail");
//指定节点插入
// singleChain.addSpecifyIndex("Specify", 1);
//指定节点删除
// singleChain.remove(3);
//设置循环的初始节点
singleChain.setCursor(0);
int count=0;
System.out.println("######SIZE"+singleChain.size()+"#######");
while(singleChain.hasNext()){
System.out.println("index:"+count+",entry:"+singleChain.next());
count++;
}
System.out.println(singleChain.get(singleChain.size()-1));
}
public static void main(String[] args) {
SingleChain<String> singleChain=new SingleChain<String>();
for (int i = 0; i < 4; i++) {
singleChain.add(i+"");
}
//头插入
// singleChain.addHead("head");
//尾插入
// singleChain.add("tail");
//指定节点插入
// singleChain.addSpecifyIndex("Specify", 1);
//指定节点删除
// singleChain.remove(3);
//设置循环的初始节点
singleChain.setCursor(0);
int count=0;
System.out.println("######SIZE"+singleChain.size()+"#######");
while(singleChain.hasNext()){
System.out.println("index:"+count+",entry:"+singleChain.next());
count++;
}
System.out.println(singleChain.get(singleChain.size()-1));
}
四、全部代码
Java代码
package paladin.chain;
import java.util.NoSuchElementException;
public class SingleChain<E> implements Chain<E>{
private Entry<E> head;
private transient Entry<E> current;
private int size;
private int modCount;
private void addFirst(E e){
head=new Entry<E>(e,null);
size++;
modCount++;
}
public void addHead(E e){
if(head==null){
this.addFirst(e);
}else{
Entry<E> newEntry=new Entry<E>(e,head);
head=newEntry;
size++;
modCount++;
}
}
public void addSpecifyIndex(E e,int index){
if(index<0||index>size||size==0){
throw new NoSuchElementException();
}
if(index==0){
this.addHead(e);
return;
}
int count=0;
for (Entry<E> p=head; p!=null;p=p.nextEntry) {
if(count+1==index){
Entry<E> newEntry=new Entry<E>(e,p.nextEntry);
p.nextEntry=newEntry;
size++;
modCount++;
return;
}
count++;
}
}
public void add(E e){
if(head==null){
this.addFirst(e);
}else{
this.addSpecifyIndex(e, size);
}
}
public E get(int index){
if(index<0||index>=size){
throw new NoSuchElementException();
}
E result=null;
int count=0;
for (Entry<E> p=head;p!=null;p=p.nextEntry) {
if(count==index){
result=p.e;
}
count++;
}
return result;
}
public void remove(int index){
if(index<0||index>=size){
throw new NoSuchElementException();
}
if(index==0){
head=head.nextEntry;
size--;
modCount++;
return;
}
int count=0;
for (Entry<E> p=head;p.nextEntry!=null;p=p.nextEntry) {
if(count+1==index){
p.nextEntry=p.nextEntry.nextEntry;
size--;
modCount++;
break;
}
count++;
}
}
public void setCursor(int index){
if(index<0||index>=size){
throw new NoSuchElementException();
}
int count=0;
for (Entry<E> p=head;p!=null;p=p.nextEntry) {
if(count==index){
current=p;
break;
}
count++;
}
}
public boolean hasNext(){
return current!=null;
}
public E next(){
E result=current.e;
current=current.nextEntry;
return result;
}
public int size(){
return this.size;
}
public static void main(String[] args) {
SingleChain<String> singleChain=new SingleChain<String>();
for (int i = 0; i < 4; i++) {
singleChain.add(i+"");
}
//头插入
// singleChain.addHead("head");
//尾插入
// singleChain.add("tail");
//指定节点插入
// singleChain.addSpecifyIndex("Specify", 1);
//指定节点删除
// singleChain.remove(3);
//设置循环的初始节点
singleChain.setCursor(0);
int count=0;
System.out.println("######SIZE"+singleChain.size()+"#######");
while(singleChain.hasNext()){
System.out.println("index:"+count+",entry:"+singleChain.next());
count++;
}
System.out.println(singleChain.get(singleChain.size()-1));
}
private static class Entry<E>{
E e;
Entry<E> nextEntry;
public Entry(E e,Entry<E> nextEntry){
this.e=e;
this.nextEntry=nextEntry;
}
}
}
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