单向链表的实现

Posted 2021-01-29 lgxbokeyuan

　　单链表结构：物理存储结构上不连续，逻辑上连续，大小不固定。

　　单链表主要是以一个个节点组成，结点中又包含了两个域：1.存储数据的数据域 2.存储指针的指针域(java是以一个变量存储下一个结点的内存地址)

　　

　　单链表插入操作：

　　s.next=p.next;

　　p.next=s;(注意插入的顺序)

　　

　　单链表的删除操作：

　　 ....----->p(结点)------>z(结点)------>.....

　　如果要删除Z结点

　　p.next=z.next;

　　

　　1.结点类

1 public class ListNode {
2      Object data;
3      ListNode next;
4     
5     public ListNode(Object element)
6     {
7         this.data=element;
8     }
9 }

　　2.MyList接口

 1 public interface MyList<T>{
 2     //新增一个元素
 3     void add(T element);
 4     //删除与输入元素相同的元素
 5     void delete(T element);
 6     //根据索引删除元素
 7     void delete(int index);
 8     //更新元素
 9     void update(int index,T newelement);
10     //三种查询方法
11     boolean contains(T element);
12     
13     T at(int index);
14     
15     int indexOf(T element);
16 }

　　3.SingleLinkedList类

  1 public class SingleLinkedList<T> implements MyList<T>{
  2     private ListNode first;
  3     private ListNode last;
  4     private int size=0;
  5     
  6     @Override
  7     public void add(T element) {
  8         if(first==null)
  9         {
 10             first=new ListNode(element);
 11             last=first;
 12         }else {
 13             last.next=new ListNode(element);
 14             last=last.next;
 15         }
 16         size++;
 17     }
 18 
 19     @Override
 20     public void delete(T element) {
 21         ListNode p=first;
 22         ListNode pre=null;
 23         while(p!=null)
 24         {
 25             if(p.data.equals(element))
 26             {
 27                 if(p==first)
 28                 {
 29                     first=first.next;//first等于first的下一个结点
 30                 }
 31                 else
 32                 {
 33                     pre.next=p.next;//相等结点的前驱结点的指针指向该结点的后驱结点
 34                 }
 35                 size--;
 36                 break;
 37             }
 38             pre=p;
 39             p=p.next;
 40         }
 41     }
 42 
 43     @Override
 44     public void delete(int index) {
 45         int i=0;//计数
 46         ListNode p=first;
 47         ListNode pre=null;
 48         while(p!=null)
 49         {
 50             if(i==index)
 51             {
 52                 if(p==first)
 53                     first=first.next;
 54                 else
 55                     pre.next=p.next;
 56                 size--;
 57                 break;
 58             }
 59             pre=p;
 60             p=p.next;
 61             i++;
 62         }
 63         
 64     }
 65 
 66     @Override
 67     public void update(int index, T newelement) {
 68         if(index>=size&&index<0)
 69             return ;
 70         int i=0;//计数
 71         ListNode p=first;
 72         while(p!=null)
 73         {
 74             if(index==i)
 75             {
 76                 p.data=newelement;
 77                 break;
 78             }
 79             p=p.next;
 80             i++;
 81         }
 82         
 83     }
 84 
 85     @Override
 86     public boolean contains(T element) {
 87         ListNode p=first;
 88         while(p!=null)
 89         {
 90             if(p.data.equals(element))
 91                 return true;
 92             p=p.next;
 93         }
 94         return false;
 95     }
 96 
 97     @Override
 98     public T at(int index) {
 99         if(index>=size&&index<0)
100             return null;
101         int i=0;//计数
102         ListNode p=first;
103         while(p!=null)
104         {
105             if(index==i)
106             {
107                 return (T) p.data;
108             }
109             p=p.next;
110             i++;
111         }
112         return null;
113     }
114 
115     @Override
116     public int indexOf(T element) {
117         int i=0;
118         ListNode p=first;
119         while(p!=null)
120         {
121             if(p.data.equals(element))
122             {
123                 return i;
124             }
125             p=p.next;
126             i++;
127         }
128         return -1;
129     }
130     
131     @Override
132     public String toString()
133     {
134         StringBuilder sb=new StringBuilder("[");
135         ListNode p=first;
136         while(p!=null)
137         {
138             sb.append(p.data);
139             if(p.next!=null)
140                 sb.append(",");
141             p=p.next;
142         }
143         sb.append("]");
144         return sb.toString();
145     }
146     
147     public int getSize()
148     {
149         return size;
150     }
151 
152 }

 

　　

　　顺序表和单链表的比较：

顺序表：

　　优点：主要优点是支持随机读取，以及内存空间利用效率高；

　　缺点：主要缺点是需要预先给出数组的最大数据元素个数，而这通常很难准确作到。当实际的数据元素个数超过了预先给出的个数，会发生异常。另外，顺序表插入和删除操作时需要移动较多的数据元素。

单链表：

　　优点：主要优点是不需要预先给出数据元素的最大个数。另外，单链表插入和删除操作时不需要移动数据元素；

　　缺点：主要缺点是每个结点中要有一个指针，因此单链表的空间利用率略低于顺序表的。另外，单链表不支持随机读取，单链表取数据元素操作的时间复杂度为O（n）；而顺序表支持随机读取，顺序表取数据元素操作的时间复杂度为O（1）。