java实现链表操作

Posted 2022-12-13 加冰雪碧

java实现简单链表

线性表接口的抽象

package com.fsc.mylinkedlist;

/**
 * 线性表操作接口
 * @author fsc
 *
 * @param <T>
 */
public interface ListInterface<T> 
	/**
	 * 向表尾添加元素
	 */
	public boolean add(T newEntry);
	/**
	 * 向表的指定位置添加元素
	 */
	public boolean add(T newEntry, int givenPosition);
	/**
	 * 移除指定位置元素
	 */
	public T remove(int givenPosition);
	/**
	 * 用新元素替换指定位置元素
	 */
	public T replace(T newEntry, int givenPosition);
	/**
	 * 获取指定位置元素
	 */
	public T getEntry(int givenPosition);
	/**
	 * 表中是否包含指定元素
	 */
	public boolean contains(T anEntry);
	/**
	 * 表长
	 */
	public int getLength();
	/**
	 * 表是否为空
	 */
	public boolean isEmpty();
	/**
	 * 展示表
	 */
	public void display();

为了插入和删除代码的一致性，引入了哨兵节点（也就是下面代码中出现的firstNode）。

下标的选择和数组的规则相同，都是从0开始。为了满足下标的规则，在代码中相应作出了调整，下面是代码

package com.fsc.mylinkedlist;

public class LList<T> implements ListInterface<T> 
	private Node firstNode;
	private Node lastNode;
	private int length;

	public LList() 
		clear();
	

	/**
	 * 将链表置为初始状态
	 */
	public final void clear() 
		// firstNode为哨兵节点
		firstNode = new Node(null);
		lastNode = null;
		length = 0;
	

	/**
	 * 向链表尾部插入数据域
	 */
	@Override
	public boolean add(T newEntry) 
		return add(newEntry, length);
	

	/**
	 * 向链表指定位置插入数据 position为0时代表向链表头插入元素（第一个元素）
	 * 
	 * @param newEntry
	 * @param position
	 * @return
	 */
	public boolean add(T newEntry, int position) 
		if (newEntry == null) 
			throw new IllegalArgumentException("数据域不能为null");
		
		if (position < 0 || position > length) 
			throw new IllegalArgumentException("插入的位置不合法");
		
		
		Node nextNode = new Node(newEntry);
		
		//向表尾插入的特殊情况处理表尾引用
		if(position == length)
			if(length == 0)
				firstNode.next = nextNode;
				lastNode = nextNode;
			else
				lastNode.next = nextNode;
				lastNode = nextNode;
			
		else
			// 向currentNode后插入newNode
			Node currentNode = getNodeAt(position);
			// 插入
			nextNode.next = currentNode.next;
			currentNode.next = nextNode;
		
		
		
		length++;
		return true;
	
	
	/**
	 * 删除指定位置的节点  传入0代表删除表头节点
	 * 链表是从0开始计数
	 */
	@Override
	public T remove(int givenPosition) 
		
		if (givenPosition < 0 || givenPosition >= length) 
			throw new IllegalArgumentException("删除的位置不合法");
		
		Node currentNode = getNodeAt(givenPosition);
		Node result = currentNode.next;
		currentNode.next = currentNode.next.next;
		return result.data;
	
	
	@Override
	public T replace(T newEntry, int givenPosition) 
		if (newEntry == null) 
			throw new IllegalArgumentException("数据域不能为null");
		
		
		if (givenPosition < 0 || givenPosition >= length) 
			throw new IllegalArgumentException("替换的位置不合法");
		
		
		//要替换节点之前的节点
		Node currentNode = getNodeAt(givenPosition);
		T result = currentNode.next.data;
		currentNode.next.data = newEntry;
		return result;
	
	
	@Override
	public T getEntry(int givenPosition) 
		
		if (givenPosition < 0 || givenPosition >= length) 
			throw new IllegalArgumentException("传入的位置不合法");
		
		Node currentNode = getNodeAt(givenPosition);
		return currentNode.next.data;
	


	@Override
	public boolean contains(T anEntry) 
		if (anEntry == null) 
			throw new IllegalArgumentException("数据域不能为null");
		
		
		boolean result = false;
		Node currentNode = firstNode.next;
		while(currentNode != null)
			T data = currentNode.data;
			if(anEntry.equals(data))
				result = true;
				break;
			
			currentNode = currentNode.next;
		
		return result;
	

	/**
	 * 从链表的头节点开始打印链表的数据域
	 */
	@Override
	public void display() 
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		Node currentNode = firstNode.next;
		while (currentNode != null) 
			sb.append(currentNode.data);
			currentNode = currentNode.next;
			if (currentNode != null) 
				sb.append("->");
			
		

		System.out.println(sb.toString());
	
	
	

	@Override
	public int getLength() 
		return length;
	

	@Override
	public boolean isEmpty() 
		return length == 0;
	




	/**
	 * 获取指定位置的节点 节点的计数从0开始，getNodeAt(0)代表获取firstNode（哨兵节点）
	 * 
	 * @param givenPosition
	 * @return 若要找的位置不存在节点返回null
	 */
	private Node getNodeAt(int givenPosition) 
		// 从头节点向后找
		Node currentNode = firstNode;
		for (int i = 0; i <= length; ++i) 
			if (givenPosition == i) 
				return currentNode;
			
			currentNode = currentNode.next;
		
		return null;
	

	/**
	 * 节点类
	 * 
	 * @author fsc
	 * 
	 */
	private class Node 
		private T data;
		private Node next;

		public Node(T data) 
			this(data, null);
		

		public Node(T data, Node next) 
			this.data = data;
			this.next = next;