java链表应用

java链表应用

本文实例讲述了java基于链表实现队列。分享给大家供大家参考，具体如下：

在开始栈的实现之前，我们再来看看关于链表的只在头部进行的增加、删除、查找操作，时间复杂度均为O(1)。

一、链表改进分析

对于队列这种数据结构，需要在线性结构的一端插入元素，另外一端删除元素。因此此时基于链表来实现队列，则有一端的时间复杂度为O(n)。因此我们不能使用之前已经实现的链表结构，我们需要改进我们的链表。思路如下：

1.参考在链表头部删除、增加元素的时间复杂度为O(http://1)的思路，我们在链表的尾部设立一个Node型的变量tail来记录链表的尾部在哪，此时再head端和tail端添加元素都是及其简单的，在head端删除元素也是及其简单的，但对于在tail端删除元素时，是无法在时间复杂度为O(1)的情况进行的，也就是从tail端删除元素时不容易的。

2.只在头部head删除元素（队首），在尾部tail端添加元素（队尾）。

3.由于在基于链表实现队列时不涉及到操作链表中间元素，此时我们改进的链表中，不在使用虚拟头节，因此也就可能造成在没有虚拟头节点的情况下，链表为空。

二、链表改进代码

前言，在写本小节之前，我们已经实现了一个基于静态数组的队列，转到查看。此处我们实现基于链表的队列。

在实现基于静态数组的队列的时候，我们已经新建了一个package，此时我们在该package下新建一个LinkedListQueue类，用来实现Queue接口，目录结构为：

1.Queue接口代码

package Queue;

public interface Queue {

//获取队列中元素个数

int getSize();

//队列中元素是否为空

boolean isEmpty();

//入队列

void enqueue(E e);

//出队列

public E dequeue();

//获取队首元素

public E getFront();

}

2.LinkedListQueue类

package Queue;

public class LinkedListQueue implements Queue {

//将Node节点设计成私有的类中类

private class Node {

public E e;

public Node next;

//两个参数的构造函数

public Node(E e, Node next) {

this.e = e;

this.next = next;

}

//一个参数的构造函数

public Node(E e) {

this.e = e;

this.next = null;

}

//无参构造函数

public Node() {

this(null, null);

}

@Override

public String toString() {

return e.toString();

}

}

private Node head, tail;

private int size;

//显示初始化

public LinkedListQueue() {

head = null;

tail = null;

size = 0;

}

//获取队列中节点个数

@Override

public int getSize() {

return size;

}

//队列中是否为空

@Override

public boolean isEmpty() {

return size == 0;

}

//链表尾部进队操作

@Override

public void enqueue(E e) {

if (tail == null) {

tail = new Node(e);

head = tail;

} else {

tail.next = new Node(e);

tail = tail.next;

}

size++;

}

//链表头部出队操作

@Override

public E dequeue() {

if (isEmpty()) {

throw new IllegalArgumentException("链表为空");

}

Node retNode = head;

head = head.next;

retNode.next = null;

if (head == null) {//当链表只有一个元素时

tail = null;

}

size--;

return retNode.e;

}

//获取队首元素

@Override

public E getFront() {

if (isEmpty()) {

throw new IllegalArgumentException("链表为空");

}

return head.e;

}

//为了便于测试，重写object类toString()方法

@Override

public String toString() {

StringBuilder res = new StringBuilder();

res.append("Queue: front ");

Node cur = head;

while (cur != null) {

res.append(cur + "->");

cur = cur.next;

}

res.append("NULL tail");

return res.toString();

}

}

3.为了便于测试，在LinkedListQueue类中添加一个main函数

//测试用例

public static void main(String[] args) {

LinkedListQueue queue = new LinkedListQueue();

for (int i = 0; i < 10; http://i++) {

queue.enqueue(i);

System.out.println(queue);

if (i % 3 == 2) {//每添加3个元素出队列一个

queue.dequeue();

System.out.println(queue);

}

}

}

4.结果为

结果分析：每进队3个元素出队列一个。

关于本小节，若您觉得还行、还过得去，记得给个推荐哦~，谢谢！！

本节源码 https://github.com/FelixBin/dataStructure/blob/master/src/Queue/LinkedListQueue.java

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希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。

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