【Java】 大話數據結構(2) 線性表之單鏈表
本文根據《大話數據結構》一書，實現了Java版的單鏈表。html
每一個結點中只包含一個指針域的鏈表，稱爲單鏈表。java
單鏈表的結構如圖所示：node
單鏈表與順序存儲結構的對比：數據結構
實現程序：dom
package LinkList;
/**
* 說明：
* 1.《大話數據結構》中沒有線性表的長度，但提到能夠存儲於頭節點的數據域中。
* 本程序的線性表長度存放於count變量中，線性表長度能夠使程序比較方便。
* 2.程序中，第i個位置表明第i個結點，頭結點屬於第0個結點
* 3.由於鏈表爲泛型，整表建立採用整型（隨機整數作元素），因此有出現一些類型轉換
* 4.Java程序的方法通常以小寫開頭，但爲和書上一致，程序中方法採用了大寫開頭。
*
* 注意點：
* 1.count在增刪元素時要加一或減一千萬別忘了
* 2.清空線性表要每一個元素都null
*
* @author Yongh
*
*/
public class LinkList<E> {
private Node<E> head; //頭結點
private int count; //線性表長度（《大話》存儲於head.data中）
/**
* 結點
*/
private class Node<E>{
E data;
Node<E> next;
public Node(E data,Node<E> next){
this.data=data;
this.next=next;
}
}
/**
* 線性表的初始化
*/
public LinkList(){
head=new Node<E>(null, null); //不是head=null;
count=0;
}
/**
* 判斷線性表是否爲空
*/
public boolean IsEmpty() {
if(count==0) {
System.out.println("表爲空！");
return true;
}else {
System.out.println("表不爲空！");
return false;
}
//return count==0;
}
/**
* 清空線性表(本身編寫的)
*/
public void ClearList() {
Node<E> node;
while(count!=0) {
node=head.next;
head.next=node.next;
node=null;
count--;
}
System.out.println("線性表已清空！");
}
/**
* 清空線性表(書中改寫)
*/
public void ClearList2() {
Node<E> q,p;
q=head.next;
while(q!=null) {
p=q.next;
q=null;
q=p;
count--;
}
head.next=null;
System.out.println("線性表已清空！");
}
/**
* 獲取第i個結點（包括第0個結點，頭結點）
* 獲取結點值只須要GetNode(i).data便可，再也不寫方法了
*/
public Node<E> GetNode(int i) {
if(i<0||i>count) {
throw new RuntimeException("元素位置錯誤！");
}else if (i==0) {
return head;
}else {
Node<E> node=head.next;
for(int k=1;k<i;k++) {
node=node.next;
}
return node;
}
}
/**
* 獲取第i個結點的數據(包括頭結點)
*/
public E GetData(int i) {
return GetNode(i).data;
}
/**
* 查找元素，0表明查找失敗
*/
public int LocateElem(E e) {
Node<E> node;
node=head.next;
if(node.data==e)
return 1;
for(int k=1;k<count;k++) {
node=node.next;
if(node.data==e)
return k+1;
}
System.out.println("查找失敗！");
return 0;
}
/**
* 第i個位置插入新的元素
*/
public void ListInsert(int i,E e) {
if(i<1||i>count+1) {
throw new RuntimeException("插入位置錯誤！");
}else {
Node<E> newNode=new Node<E>(e,null);
newNode.next=GetNode(i-1).next; //由於GetNode()方法中包含了獲取頭結點，因此不需單獨判斷了
GetNode(i-1).next=newNode;
count++;
System.out.println("插入成功！");
}
}
/**
* 刪除第i個位置元素，並返回其值
*/
public E ListDelete(int i) {
if(i<1||i>count)
throw new RuntimeException("刪除位置錯誤！");
Node<E> node=GetNode(i);
E e=node.data;
GetNode(i-1).next=node.next;
node=null;
count--;
System.out.println("刪除成功!");
return e;
}
/**
* 獲取線性表長度
*/
public int ListLength() {
return count;
}
/**
* 整表建立，頭插法
*/
public LinkList<Integer> CreateListHead(int n){
LinkList<Integer> list1=new LinkList<Integer>();
Node<Integer> node,lastNode;
for(int i=0;i<n;i++) {
int data=(int)(Math.random()*100); //生成100之內的隨機數
node=new Node<Integer>(data, null);
node.next=(LinkList<E>.Node<Integer>) list1.head.next;
list1.head.next=(LinkList<Integer>.Node<Integer>) node;
list1.count++;
}
return list1;
}
/**
* 整表建立，尾插法
*/
public LinkList<Integer> CreateListTail(int n){
LinkList<Integer> list2=new LinkList<Integer>();
Node<Integer> node,lastNode;
lastNode=(LinkList<E>.Node<Integer>) list2.head;
for(int i=0;i<n;i++) {
int data=(int)(Math.random()*100); //生成100之內的隨機數
node=new Node<Integer>(data, null);
lastNode.next=node;
lastNode=node;
list2.count++;
}
return list2;
}
}
測試代碼：ide
基本數據類型和引用類型各寫了一個測試代碼。post
package LinkList;
/**
* 基本數據類型測試
*/
public class LinkListTest1 {
public static void main(String[] args) {
LinkList<Integer> nums = new LinkList<Integer>();
nums.IsEmpty();
System.out.println("——————————插入1到5,並讀取內容——————————");
for (int i = 1; i <= 5; i++)
nums.ListInsert(i, 2*i);
nums.IsEmpty();
int num;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
num = nums.GetData(i);
System.out.println("第" + i + "個位置的值爲：" + num);
}
System.out.println("——————————查找0、二、10是否在表中——————————");
System.out.print("0的位置：");
System.out.println(nums.LocateElem(0));
System.out.print("2的位置：");
System.out.println(nums.LocateElem(2));
System.out.print("10的位置：");
System.out.println(nums.LocateElem(10));
System.out.println("——————————刪除二、10——————————");
num = nums.ListDelete(1);
System.out.println("已刪除：" + num);
num = nums.ListDelete(4);
System.out.println("已刪除：" + num);
System.out.println("當前表長：" + nums.ListLength());
for (int i = 1; i <= nums.ListLength(); i++) {
num = nums.GetData(i);
System.out.println("第" + i + "個位置的值爲：" + num);
}
nums.ClearList();
nums.IsEmpty();
}
}
表爲空！ ——————————插入1到5,並讀取內容—————————— 插入成功！ 插入成功！ 插入成功！ 插入成功！ 插入成功！ 表不爲空！ 第1個位置的值爲：2 第2個位置的值爲：4 第3個位置的值爲：6 第4個位置的值爲：8 第5個位置的值爲：10 ——————————查找0、2、10是否在表中—————————— 0的位置：查找失敗！ 0 2的位置：1 10的位置：5 ——————————刪除二、10—————————— 刪除成功! 已刪除：2 刪除成功! 已刪除：10 當前表長：3 第1個位置的值爲：4 第2個位置的值爲：6 第3個位置的值爲：8 線性表已清空！ 表爲空！
package LinkList;
public class LinkListTest2 {
public static void main(String[] args) {
LinkList<Student> students =new LinkList<Student>();
students .IsEmpty();
System.out.println("——————————插入1到5,並讀取內容——————————");
Student[] stus= {new Student("小A",11),new Student("小B",12),new Student("小C",13),
new Student("小D",14),new Student("小E",151)};
for(int i=1;i<=5;i++)
students.ListInsert(i, stus[i-1]);
students .IsEmpty();
Student stu;
for(int i=1;i<=5;i++) {
stu=students .GetData(i);
System.out.println("第"+i+"個位置爲："+stu.name);
}
System.out.println("——————————查找小A、小E、小龍是否在表中——————————");
System.out.print("小A的位置：");
stu=stus[0];
System.out.println(students .LocateElem(stu));
System.out.print("小E的位置：");
stu=stus[4];
System.out.println(students .LocateElem(stu));
System.out.print("小龍的位置：");
stu=new Student("小龍",11);
System.out.println(students .LocateElem(stu));
System.out.println("——————————刪除小E、小B——————————");
stu=students .ListDelete(2);
System.out.println("已刪除："+stu.name);
stu=students .ListDelete(4);
System.out.println("已刪除："+stu.name);
System.out.println("當前表長："+students .ListLength());
for(int i=1;i<=students .ListLength();i++) {
stu=students .GetData(i);
System.out.println("第"+i+"個位置爲："+stu.name);
}
students .ClearList();
students .IsEmpty();
}
}
class Student{
public Student(String name, int age) {
this.name=name;
this.age=age;
}
String name;
int age;
}
表爲空！ ——————————插入1到5,並讀取內容—————————— 插入成功！ 插入成功！ 插入成功！ 插入成功！ 插入成功！ 表不爲空！ 第1個位置爲：小A 第2個位置爲：小B 第3個位置爲：小C 第4個位置爲：小D 第5個位置爲：小E ——————————查找小A、小E、小龍是否在表中—————————— 小A的位置：1 小E的位置：5 小龍的位置：查找失敗！ 0 ——————————刪除小E、小B—————————— 刪除成功! 已刪除：小B 刪除成功! 已刪除：小E 當前表長：3 第1個位置爲：小A 第2個位置爲：小C 第3個位置爲：小D 線性表已清空！ 表爲空！
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