Java 数据结构链表操作实现代码

Java 数据结构链表操作实现代码

链表是一种复杂的数据结构，其数据之间的相互关系使链表分成三种：单链表、循环链表、双向链表，下面将逐一介绍。链表在数据结构中是基础，也是重要的知识点，这里讲下java 中链表的实现，

JAVA 链表操作：单链表和双链表

主要讲述几点：

一、链表的简介

二、链表实现原理和必要性

三、单链表示例

四、双链表示例

一、链表的简介

链表是一种比较常用的数据结构，链表虽然保存比较复杂，但是在查询时候比较便捷，在多种计算机语言都相应的应用，链表有多种类别，文章针对单链表和双链表进行分析。链表中数据就像被一个链条串联一起，轻易的可以实现数据的访问。

二、链表实现原理和必要性

这里只分析单链表和双链表。链表的实现过程是有些许复杂的，但是会带来许多好处。比如现在网购时代到来，商家发快递一般会将商品包装在盒子里并写上地址信息，快递公司就可以通过盒子上的信息找到买家，商品完整到达。如果没有盒子的保护，有可能在途中商品受损。而链表就好比那个写了地址信息的盒子，既保护了商品信息，同时又写好了物流信息。链表之中存在一个HEAD节点，类似“火车头”，只要找到相应HEAD节点，就可以对链表进行操作。此次分析中，HEAD节点只是做数据头，不保存有效数据。

单链表的实现原理如图：

双链表实现原理：

三、单链表示例

ICommOperate 接口操作类：

package LinkListTest;

import java.util.Map;

public interface ICommOperate {

public boolean insertNode(T node) ;

public boolean insertPosNode(int pos, T node) ;

public boolean deleteNode(int pos) ;

public boolean updateNode(int pos, Map map) ;

public T getNode(int pos, Map map) ;

public void printLink() ;

}

单链表节点：

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 + "]";

}

}

单链接操作类：

package LinkListTest;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

public class SingleLinkList implements ICommOperate{

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

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

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

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 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 map) {

SNode current = this.head.getNextNode() ;

if( pos<=0 || pos>this.size http://|| current==null ){

System.out.println("位置信息错误或链表不存在");

return null;

}

int find = 0 ;

while( find

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 map = new HashMap<>() ;

map.put("data", "this is a test") ;

sll.updateNode(pos3, map) ;

sll.printLink();

}

}

四、双链表示例

ICommOperate 接口操作类：

package LinkListTest;

import java.util.Map;

public interface ICommOperate {

public boolean insertNode(T node) ;

public boolean insertPosNode(int pos, T node) ;

public boolean deleteNode(int pos) ;

public boolean updateNode(int pos, Map map) ;

public T getNode(int pos, Map map) ;

public void printLink() ;

}

双链表节点：

package LinkListTest;

// 双连表节点

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 + "]";

}

}

双链表实现类：

package LinkListTest;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

public class DoubleLinkList implements ICommOperate{

private DNode head = new DNode("HEAD");

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(DNode node) {

boolean flag = false;

DNode current = this.head ;

if( this.size==0 ){ // 空链表

this.head.setNextNode(node) ;

node.setPriorNode(this.head);

node.setNextNode(null) ;

}else{ // 链表内节点

while( current.getNextNode()!=null ){

current = current.getNextNode() ;

}

current.setNextNode(node);

node.setNextNode(null);

node.setPriorNode(current);

}

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, DNode node) {

boolean flag = true;

DNode current = this.head.getNextNode() ;

if( this.size==0){ // 链表为空

this.head.setNextNode(node) ;

node.setNextNode(null) ;

node.setPriorNode(this.head);

this.size++ ;

}else if( pos>this.size ){ // 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、找到要插入位置pos节点，插入pos节点当前位置

int find = 0;

while( find

current = current.getNextNode() ;

find++ ;

}

// 2、插入节点

if( current.getNextNode()==null ){ // 尾节点

node.setPriorNode(current);

node.setNextNode(null);

current.setNextNode(node);

} else if( current.getNextNode()!=null ) { //中间节点

node.setPriorNode(current.getPriorNode());

node.setNextNode(current);

current.getPriorNode().setNextNode(node);

current.setPriorNode(node);

}

this.size++ ;

}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，从1开始

* */

@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("位置信息错误或链表不存在");

}else{

// 1、找到要删除位置pos节点

int find = 0;

while( find

current = current.getNextNode() ;

find++ ;

}

/http:/// 2、删除节点

if( current.getNextNode()==null ){ // 尾节点

current.getPriorNode().setNextNode(null) ;

} else if( current.getNextNode()!=null ) { //中间节点

current.getPriorNode().setNextNode(current.getNextNode()) ;

current.getNextNode().setPriorNode(current.getPriorNode()) ;

}

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 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;

}

/*

* 找到指定链表的节点pos，从1开始

* */

@Override

public DNode getNode(int pos, Map map) {

DNode 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

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 ;

}

DNode 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) {

DoubleLinkList dll = new DoubleLinkList() ;

DNode node1 = new DNode("节点1");

DNode node2 = new DNode("节点2");

DNode node3 = new DNode("节点3");

DNode node4 = new DNode("节点4");

DNode node5 = new DNode("节点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("*******************输出链表*******************");

dll.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 ："+dll.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：");

dll.insertPosNode(pos1, node6) ;

dll.printLink();

System.out.println("*******************删除链表指定位置节点*******************");

int pos2 = 7 ;

System.out.println("删除第"+pos2+"个节点：");

dll.deleteNode(pos2) ;

dll.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 map = new HashMap<>() ;

map.put("data", "this is a test") ;

dll.updateNode(pos3, map) ;

dll.printLink();

}

}

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