【數據結構】線性表之鏈式線性表

public class LinkList<T> {
    // 定義一個內部類Node,Node實例表明鏈表的節點
    private class Node {
        // 保存節點的數據
        private T data;
        // 指向下個節點的引用
        private Node next;

        // 無參數的構造器
        public Node() {

        }

        // 初始化所有屬性的構造器
        public Node(T data, Node next) {
            this.data = data;
            this.next = next;
        }
    }

    // 保存該鏈表的頭節點
    private Node header;
    // 保存該鏈表的尾節點
    private Node tail;
    // 保存該鏈表中已包含的節點數
    private int size;

    // 建立空鏈表
    public LinkList() {
        // 空鏈表，header和tail都是null
        header = null;
        tail = null;
    }

    // 以指定數據元素來建立鏈表，該鏈表只有一個元素
    public LinkList(T element) {
        header = new Node(element, null);
        // 只有一個節點，header、tail都指向該節點
        tail = header;
        size++;
    }

    // 返回鏈表的長度
    public int length() {
        return size;
    }

    // 獲取鏈式線性表中索引爲index處的元素
    public T get(int index) {
        return getNodeByIndex(index).data;
    }

    // 根據索引index索引獲取指定位置的節點
    private Node getNodeByIndex(int index) {
        if (index < 0 || index > size - 1) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("線性表索引越界");
        }
        // 從header節點開始
        Node current = header;
        for (int i = 0; i < size && current != null; i++, current = current.next) {
            if (i == index) {
                return current;
            }
        }
        return null;
    }

    //查找鏈式線性表中指定元素的索引
    public int locate(T element) {
        // 從頭節點開始搜索
        Node current = header;
        for (int i = 0; i < size && current != null; i++, current = current.next) {
            if (current.data.equals(element)) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    // 向線性鏈式表的指定位置插入一個元素
    public void insert(T element, int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("線性表索引越界");
        }
        // 若是是空鏈表
        if (header == null) {
            add(element);
        } else {
            // 當index爲0時，鏈表頭處插入
            if (index == 0) {
                addAtHeader(element);
            } else {
                // 獲取插入點的前一個節點
                Node prev = getNodeByIndex(index - 1);
                // 讓prev的next指向新節點，讓新節點的next引用指向原來prev的下一個節點
                prev.next = new Node(element, prev.next);
                size++;
            }
        }
    }

    // 採用尾插法爲鏈表添加新節點
    public void add(T element) {
        // 若是該鏈表仍是空鏈表
        if (header == null) {
            header = new Node(element, null);
            tail = header;
        } else {
            // 建立新節點
            Node newNode = new Node(element, null);
            // 讓尾節點的next指向新增的節點
            tail.next = newNode;
            //以新節點做爲新的尾節點
            tail = newNode;
        }
        size++;
    }

    // 採用頭插法爲鏈表添加新節點
    public void addAtHeader(T element) {
        // 建立新節點，讓新節點的next指向原來的header，並以新節點做爲新的header
        header = new Node(element, header);
        // 若是插入以前是空鏈表
        if (tail == null) {
            tail = header;
        }
        size++;
    }

    // 刪除鏈式線性表中指定索引處的元素
    public T delete(int index) {
        if (index < 0 || index > size - 1) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("線性表索引越界");
        }
        Node del = null;
        // 若是被刪除的是header節點
        if (index == 0) {
            del = header;
            header = header.next;
        } else {
            // 獲取刪除點的前一個節點
            Node prev = getNodeByIndex(index - 1);
            // 獲取將要被刪除的節點
            del = prev.next;
            // 讓被刪除節點的next指向被刪除節點的下一個節點
            prev.next = del.next;
            // 將被刪除節點的的next引用
            del.next = null;
        }
        size--;
        return del.data;
    }

    // 刪除鏈式線性表中最後一個元素
    public T remove() {
        return delete(size - 1);
    }

    // 判斷鏈式線性表是否爲空表
    public boolean empty() {
        return size == 0;
    }

    // 清空線性表
    public void clear() {
        header = null;
        tail = null;
        size = 0;
    }

    public String toString() {
        if (empty()) {
            return "[]";
        } else {
            StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
            for (Node current = header; current != null; current = current.next) {
                sb.append(current.data.toString() + ", ");
            }
            int len = sb.length();
            return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
        }
    }
}

public class LinkListTest {
    public static void main(String[] args) {
        LinkList<String> list = new LinkList<String>();
        list.insert("aaaa", 0);
        list.add("bbbb");
        list.add("cccc");
        list.insert("dddd", 1);
        System.out.println("鏈式線性表中插入元素後列表：" + list.toString());
        list.delete(2);
        System.out.println("鏈式線性表中刪除元素後列表：" + list.toString());
        System.out.println("cccc在鏈表中的位置：" + list.locate("cccc"));
        System.out.println("鏈式線性表中索引2處的元素：" + list.get(2));
    }
}