算法(第4版)-1.3.3 链表
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了算法(第4版)-1.3.3 链表相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
总结:本小节讲述了链表的概念,以及用链表实现Stack、Queue和Bag的过程和优缺点。
重点:
1. 定义:链表是一种递归的数据结构,它或者为空(null),或者是指向一个结点(node)的引用,该结点含有一个泛性的元素和一个指向另一条链表的引用。
2. 我们首先用一个嵌套类来定义结点的抽象数据类型:
private class Node { Item item; Node next; }
它们实现的不是抽象数据类型,因为我们会直接使用其实例变量。
3. 所需的时间和链表的长度无关的三种操作:
· 在表头插入结点;
· 从表头删除结点;
· 在表尾插入结点。
这是重点,一定要理解!
4. 实现任意插入和删除操作的标准解决方案是使用双向链表,其中每个结点都含有两个链接,分别指向不同的方向。
5. 栈的实现(原因:3):
当使用push()压入一个元素时,我们会按照1.3.3.3节所讨论的代码将该元素添加在表头;
当使用pop()删除一个元素时,我们会按照1.3.3.4节讨论的代码将该元素从表头删除。
public class Stack<Item> { private Node first; // 栈顶(最近添加的元素) private int N; // 元素数量 private class Node { // 定义了结点的嵌套类 Item item; Node next; } public boolean isEmpty() { return first == null; } public int size() { return N; } public void push(Item item) { // 向栈顶添加元素 Node oldfirst = first; first = new Node(); first.item = item; first.next = oldfirst; N++; } public Item pop() { // 从栈顶删除元素 Item item = first.item; first = first.next; N--; return item; } }
链表的方向:栈顶 -> 栈底
6. 队列的实现(原因:3):
要将一个元素入列(enqueue()),我们就将它添加到表尾(在链表为空时需要将first和last都指向新结点);
要将一个元素出列(dequeue()),我们就删除表头的结点(当链表为空时需要更新last的值)。
public class Queue<Item> { private Node first; // 指向最早添加的结点的链接 private Node last; // 指向最近添加的结点的链接 private int N; // 队列中的元素数量 private class Node { // 定义了结点的嵌套类 Item item; Node next; } public boolean isEmpty() { return first == null; // 或: N == 0. } public int size() { return N; } public void enqueue(Item item) { // 向表尾添加元素 Node oldlast = last; last = new Node(); last.item = item; last.next = null; if (isEmpty()) first = last; else oldlast.next = last; N++; } public Item dequeue() { // 从表头删除元素 Item item = first.item; first = first.next; if (isEmpty()) last = null; N--; return item; } }
链表的方向:队头 -> 队尾
7. 链表的使用达到了我们的最优设计目标:
· 它可以处理任意类型的数据;
· 所需的空间总是和集合的大小成正比;
· 操作所需的时间总是和集合的大小无关。
8. 编程语言历史上的一块里程碑就是McCathy在20世纪50年代发明的LISP语言,而链表则是这种语言组织程序和数据的主要结构。
9. 背包的实现:
只需要将Stack中的push()改名为add(),并去掉pop()的实现即可。
import java.util.Iterator; public class Bag<Item> implements Iterable<Item> { private Node first; // 链表的首结点 private int N; private class Node { Item item; Node next; } public boolean isEmpty() { return first == null; } public int size() { return N; } public void add(Item item) { // 和Stack的push()方法完全相同 Node oldfirst = first; first = new Node(); first.item = item; first.next = oldfirst; N++; } public Iterator<Item> iterator() { return new ListIterator(); } private class ListIterator implements Iterator<Item> { private Node current = first; public boolean hasNext() { return current != null; } public void remove() {} public Item next() { Item item = current.item; current = current.next; return item; } } }
*hasNext()方法会检测current是否为null。
以上是关于算法(第4版)-1.3.3 链表的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章