02.Java数据结构与算法之单链表
认识单链表
特点
数据元素的存储对应的是不连续的存储空间，每个存储结点对应一个需要存储的数据元素。
每个结点是由数据域和指针域组成。 元素之间的逻辑关系通过存储节点之间的链接关系反映出来。逻辑上相邻的节点物理上不必相邻。
缺点
1比顺序存储结构的存储密度小 (每个节点都由数据域和指针域组成，所以相同空间内假设全存满的话顺序比链式存储更多)。
2查找结点时链式存储要比顺序存储慢（每个节点地址不连续、无规律，导致按照索引查询效率低下。
优点：
1.插入、删除灵活 (不必移动节点，只要改变节点中的指针)。
2.有元素才会分配结点空间，不会有闲置的结点。
添加节点
删除节点
带头节点的单链表
在使用单链表实现线性表的时候，为了使程序更加简洁，我们通常在单链表的最前面添加一个哑元结点，也称为头结点。
在头结点中不存储任何实质的数据对象，其 next 域指向线性表中 0 号元素所在的结点
可以对空表、非空表的情况以及对首元结点进行统一处理，编程更方便,常用头结点。 一个不带头结点和带头结点的单链表实现线性表的结构图如图所示。
定义List接口
public interface List <T>{
// ------- 添加 -------
void add(Object object);
// ------- 根据坐标删除 -------
void remove(int index);
// ------- 根据内容删除 -------
void removeobj(Object object);
// ------- 取出数据 -------
Object get(int index);
// ------- 求集合的长度 -------
int size();
// ------- 判断集合是否为空 -------
boolean isEmpty();
// ------- 根据内容找到元素坐标 -------
int IndexOf(Object object);
// ------- 判断元素是否存在 -------
boolean contions(Object object);
// ------- 根据坐标位置插入元素 -------
void add(int index, Object object);
// ------- toString -------
String toString();
}
SingLinkList实现类
import java.util.NoSuchElementException;
public class SingleLinkedList implements List{
private Node head = new Node(); //头节点
private int size; //链表的结点数量
@Override
public String toString() {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("[");
Node p = head.next;
while(p != null){
stringBuilder.append(p.data + ",");
p = p.next;
}
//最后一个逗号删掉
stringBuilder.deleteCharAt(stringBuilder.length()-1);
stringBuilder.append("]");
return stringBuilder.toString();
}
@Override
public void add(Object object) {
//先让p指向头节点
Node p = head;
//将p移动到最后一个结点
while(p.next != null){
p = p.next;
}
//添加元素
p.next = new Node(object);
size++;
}
@Override
public void remove(int index) {
/*判断索引是否合法*/
if(index < 0||index > size-1){
throw new NoSuchElementException();
}
////要删除的前一个结点
Node prev = (Node) getNode(index - 1);
//当前要删除的结点
Node currNode = prev.next;
Node nextNode = currNode.next;
prev.next = nextNode;
currNode.next = null;
size--;
}
@Override
public void removeobj(Object object) {
int index = IndexOf(object);
if(index >=0){
remove(index);
}
}
@Override
public Object get(int index) {
Node o = (Node)getNode(index);
return o.data;
}
public Object getNode(int index) {
/*判断索引是否合法*/
if(index < 0||index > size-1){
throw new NoSuchElementException();
}
// 指向了第一个结点
Node p=head.next;
for (int i = 0; i <index ; i++) {
p=p.next;
}
// 返回的是p结点
return p;
}
@Override
public int size() {
return size;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return size==0;
}
@Override
public int IndexOf(Object object) {
//判断是否找到
int index = -1;
Node p = head.next;
while(p != null){
index++;
if(p.data == object || p.data.equals(object)){
return index;
}
p = p.next;
}
return -1;
}
@Override
public boolean contions(Object object) {
return IndexOf(object) >= 0;
}
@Override
public void add(int index, Object object) {
//判断索引是否合法,这里允许等于size,因为这样就可以往最后一个位置添加
if(index<0||index > size){
throw new NoSuchElementException();
}
//获取添加位置的前一个节点
Node prev=(Node) getNode(index - 1);
Node newNode = new Node(object,prev.next);
prev.next = newNode;
size++;
}
//将Node作为单链表的内部类来使用
class Node {
Object data;//存储是数据
Node next;//指向下个节点的指针
public Node() {
}
public Node(Object data) {
this.data = data;
}
public Node(Object data, Node next) {
super();
this.data = data;
this.next = next;
}
public String toString() {
return "Node [data=" + data + ", next=" + next + "]";
}
}
}