(java实现)单链表

Posted 2020-11-15 Virtual的博客

什么是单链表

在了解单链表之前，你知道什么是链表吗？如果你不知道什么是链表，可以看看我的这篇博客<链表-LinkList>

单链表是链表的其中一种基本结构。一个最简单的结点结构如图所示，它是构成单链表的基本结点结构。在结点中数据域用来存储数据元素，指针域用于指向下一个具有相同结构的结点。
因为只有一个指针结点，称为单链表。

单链表中三个概念需要区分清楚：分别是头指针，头节点和首元节点。

头结点、头指针和首元结点(此段转自@ciyeer大牛的博客)

• 头结点：有时，在链表的第一个结点之前会额外增设一个结点，结点的数据域一般不存放数据（有些情况下也可以存放链表的长度等信息），此结点被称为头结点。

若头结点的指针域为空（NULL），表明链表是空表。头结点对于链表来说，不是必须的，在处理某些问题时，给链表添加头结点会使问题变得简单。
首元结点：链表中第一个元素所在的结点，它是头结点后边的第一个结点。

• 头指针：永远指向链表中第一个结点的位置（如果链表有头结点，头指针指向头结点；否则，头指针指向首元结点）。

• 头结点和头指针的区别：头指针是一个指针，头指针指向链表的头结点或者首元结点；头结点是一个实际存在的结点，它包含有数据域和指针域。两者在程序中的直接体现就是：头指针只声明而没有分配存储空间，头结点进行了声明并分配了一个结点的实际物理内存。

单链表中可以没有头结点，但是不能没有头指针！
头节点的引入能使链表对第一个元素的删除和插入和其他元素相同，不用另外说明，使得代码更加简洁。

单链表的基本操作

单链表的基本操作有：增（add)，删(remove)，改(set)，查（find)，插(insert)等。

在这里我们只讲解add,remove,insert三个操作，其他实现看源码。

单链表增添元素

1. 声明一个新节点node作为新的尾节点，next=null;

2. 获取原链表的最后一个节点，把它的next指向1步骤的新节点node

3. 记录链表长度的变量+1

     public void add(AnyType a){
            Node<AnyType> renode=new Node<>(a,null);
            getNode(thesize-1).next=renode;
            thesize++;
        }

单链表删除元素

1. 获取需要删除的节点的上一个节点node

2. 把node的next指向node的next的next

3. 因为node的next节点没有指针指向它，因此它会被系统自动清理

4. 记录链表长度的变量-1

     public AnyType remove(int i){
        Node<AnyType> prev=getNode(i-1);
        AnyType a=prev.next.data;
        prev.next=prev.next.next;
        thesize--;
        return  a;
    }

单链表插入元素

1. 获取需要插入的位置的节点；

2. 声明一个新节点node指向1步骤得到的节点；

3. 获取需要插入位置节点的上一个节点；

4. 将3步骤得到的节点的next指向新节点node；

5. 记录链表长度的变量+1。

     public void insert(int i,AnyType a){
            Node<AnyType> prev=getNode(i-1);
            Node<AnyType> renode=new Node<>(a,prev.next);
            prev.next=renode;
            thesize++;
     }

---

源码实现(java)

/*
结点
 */
public class Node<AnyType> {
    public  AnyType data;
    public  Node<AnyType> next;
    public Node(AnyType data,Node<AnyType> next){
        this.data=data;
        this.next=next;
    }
}

-----
public class MyLinkList<AnyType> {

    //首元节点
    private Node<AnyType> first;

    //头指针
    private Node<AnyType> head;

    //链表长度
    int thesize;

    //初始化链表
    public boolean initlist(){
        thesize=0;
        first=new Node<>(null,null);
        head=new Node<>(null,first);
        return true;
    }

    //判断链表是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return thesize==0;
    }

    //获取节点
    public Node<AnyType> getNode(int i){
        Node<AnyType> renode=head;
        for(int j=-2;j<i;j++){
            renode=renode.next;
        }
        return renode;
    }

    //在末尾添加元素
    public void add(AnyType a){
        Node<AnyType> renode=new Node<>(a,null);
        getNode(thesize-1).next=renode;
        thesize++;
    }

    //删除i位置节点，并返回删掉的数据
    public AnyType remove(int i){
        if(i==thesize-1){
            AnyType a=getNode(thesize-1).data;
            getNode(thesize-2).next=null;
            return a;
        }
        Node<AnyType> prev=getNode(i-1);
        AnyType a=prev.next.data;
        prev.next=prev.next.next;
        thesize--;
        return  a;
    }

    //在i位置插入新节点
    public void insert(int i,AnyType a){
        Node<AnyType> prev=getNode(i-1);
        Node<AnyType> renode=new Node<>(a,prev.next);
        prev.next=renode;
        thesize++;
    }

    //获取i位置节点的数据
    public AnyType get(int i){
        return getNode(i).data;
    }

    //为i位置元素重新赋值
    public void set(int i,AnyType a){
        getNode(i).data=a;
    }

    //返回链表节点个数
    public int length(){
        return thesize;
    }

    //清空链表
    public void clear(){
        initlist();
    }

    //打印链表
    public void print(){
        for(int i=0;i<thesize;i++){
            System.out.println(getNode(i).data);
        }
    }

}