数据结构_单链表的java实现

这篇文章讲述的是数据结构部分的单链表的java实现,如有错误或者不当之处,还望各位大神批评指正。

单链表的特点

  • 物理结构不连续逻辑结构连续
  • 删除和添加操作方便
  • 顺序储存随数据量的增大而增大
  • 查询操作不方便

单链表的基本操作

  1. init:初始化顺序表
  2. destroy:销毁数据表
  3. clear:清空数据表中的元素
  4. length:获取数据表长度
  5. get:获取索引位置的元素
  6. locateElem:定位元素
  7. priorElem:获取元素前驱
  8. nextElem:获取元素后继
  9. put:顺序放入元素
  10. insert:插入元素
  11. replace:替换元素
  12. delete:删除元素
  13. isEmpty:判断顺序表是否为空
  14. print:打印顺序表中的元素

单链表的java实现

package list;
/**
 * ================================数据结构说明:========================================
 * 
 * 名称:顺序表
 * 
 * 特征:
 *      1. 物理结构不连续逻辑结构连续
 *      2. 删除和添加操作方便
 *      3. 顺序储存随数据量的增大而增大
 *      4. 查询操作不方便
 * 
 * 主要方法:
 *      1. init:初始化顺序表
 *      2. destroy:销毁数据表
 *      3. clear:清空数据表中的元素
 *      4. length:获取数据表长度
 *      5. get:获取索引位置的元素
 *      6. locateElem:定位元素
 *      7. priorElem:获取元素前驱
 *      8. nextElem:获取元素后继
 *      9. put:顺序放入元素
 *      10. insert:插入元素
 *      11. replace:替换元素
 *      12. delete:删除元素
 *      13. isEmpty:判断顺序表是否为空
 *      14. print:打印顺序表中的元素
 * 
 * ======================================================================================
*/
public class LinkList implements List{

    private int LENGTH;

    private class Element{
        Object data ;
        Element next ;
    }
    /*头指针*/
    private Element head ; 

    /**
     * @see list.List#init()
     * @explain init方法:初始化链表
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午6:48:55
     */
    @Override
    public void init() {
        /*初始化头结点*/
        head = new Element();
        head.data = null ;
        head.next = null ;

    }
    /**
     * @see list.List#destroy()
     * @explain destroy方法:删除链表
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午8:24:24
     */
    @Override
    public void destroy() {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return ;
        }
        head = null ;
    }
    /**
     * @see list.List#clear()
     * @explain clear方法:情况链表
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午6:48:26
     */
    @Override
    public void clear() {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return ;
        }
        head.next = null ;
    }
    /**
     * @see list.List#length()
     * @explain length方法:获取链表的长度
     * @return int 链表的长度
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午7:39:44
     */
    @Override
    public int length() {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return -1 ;
        }
        //返回长度
        return LENGTH;
    }
    /**
     * @see list.List#get(int)
     * @explain get方法:获取元素
     * @param index 元素的索引
     * @return Object 元素
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午9:56:48
     */
    @Override
    public Object get(int index) {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return null;
        }
        /*判断index是否合法*/
        if(index > LENGTH || index<=0){
            System.out.println("错误:索引不合法!");
            return null;
        }
        /*初始化指针用于遍历*/
        Element p = head ;
        for(int i=0 ; i<index ; i++){
            p = p.next ;
        }
        return p.data;
    }
    /**
     * @see list.List#locateElem(java.lang.Object)
     * @explain locateElem方法:获取元素的索引
     * @param elem 元素
     * @return 返回元素的索引
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午9:59:05
     */
    @Override
    public int locateElem(Object elem) {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return -1 ;
        }
        int index = -1 ;
        Element p = head.next ;
        for(int i=0 ; i<LENGTH ;i++){
            if(p.data.equals(elem)){
                index = i+1 ;
                break ;
            }
            p = p.next ;
        }
        return index;
    }
    /**
     * @see list.List#priorElem(java.lang.Object)
     * @explain priorElem方法:获取元素的前驱
     * @param elem 当前元素
     * @return 元素的前驱
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午10:06:22
     */
    @Override
    public Object priorElem(Object elem) {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return null;
        }
        Element prior = null ;
        Element p = head.next;
        while(p.next != null){
            if(p.data.equals(elem)){
                prior = p.next ;
                break ;
            }
            p = p.next ;
        }
        if(p.next == null){
            return null ;
        }else{
            return prior.data;
        }
    }

    /**
     * @see list.List#nextElem(java.lang.Object)
     * @explain nextElem方法:获取元素的后继
     * @param elem 当前元素
     * @return 元素的后继
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午10:55:43
     */
    @Override
    public Object nextElem(Object elem) {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return null;
        }
        Element next = null ;
        Element p = head.next;
        while(p != null){
            if(p.data.equals(elem)){
                next = p.next ;
                break ;
            }
            p = p.next ;
        }
        if(p!=null && p.next!=null){
            return next.data;
        }else{
            return null ;
        }
    }

    /**
     * @see list.List#put(java.lang.Object)
     * @explain put方法:按顺序放入元素
     * @param elem 放入的元素
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午7:02:08
     */
    @Override
    public void put(Object elem) {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return ;
        }
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return ;
        }
        /*新建元素*/
        Element e = new Element() ;
        e.next = null ;
        e.data = elem ;
        /*遍历找到链表尾*/
        Element p = head ;
        while(p.next!=null){
            p = p.next ;
        }
        p.next = e ;
        /*长度+1*/
        LENGTH++ ;
    }

    /**
     * @see list.List#insert(int, java.lang.Object)
     * @explain insert方法:在索引位置插入元素
     * @param index 索引
     * @param elem 元素
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午11:43:08
     */
    @Override
    public void insert(int index, Object elem) {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return ;
        }
        /*判断index是否合法*/
        if(index > LENGTH || index<=0){
            System.out.println("错误:索引不合法!");
            return ;
        }
        /*找到要插入的位置*/
        Element p = head ;
        for(int i=0 ; i<index-1 ; i++){
            p = p.next ;
        }
        /*判断是否为最后一个元素,若是直接插入*/
        Element curElem = p ;
        Element nextElem = p.next ;

        Element e = new Element() ;
        e.data = elem ;
        e.next = nextElem ;
        curElem.next = e ;

        LENGTH++ ;
    }

    @Override
    public void replace(int index, Object elem) {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return ;
        }
        /*判断index是否合法*/
        if(index > LENGTH || index<=0){
            System.out.println("错误:索引不合法!");
            return ;
        }
        /*找到替换的位置*/
        Element p = head ;
        for(int i=0 ; i<index-1 ; i++){
            p = p.next ;
        }
        /*替换元素*/
        Element perior = p ;
        Element nextElem = p.next.next ;

        Element e = new Element() ;
        e.data = elem ;
        e.next = nextElem ;
        perior.next = e ;
    }
    /**
     * @see list.List#delete(int)
     * @explain delete方法:删除索引位置的元素
     * @param index 索引
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午8:06:35
     */
    @Override
    public void delete(int index) {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return ;
        }
        /*判断index是否合法*/
        if(index > LENGTH || index<=0){
            System.out.println("错误:索引不合法!");
            return ;
        }
        /*定位到要删除的位置*/
        Element p = head ;
        for(int i=0 ; i<index-1 ; i++){
            p = p.next ;
        }
        /*记录当前位置和后一个元素位置*/
        Element curElem = p ;
        Element nextElem = p.next.next ;

        /*删除元素,即改变指针的位置*/
        curElem.next = nextElem ;
    }
    /**
     * @see list.List#isEmpty()
     * @explain isEmpty方法:判断链表是否为空
     * @return 返回boolean为空则为true否则为false
     * @throws 
     * @author 叶清逸
     * @date 2018年7月20日 下午11:42:02
     */
    @Override
    public boolean isEmpty() {
        /*查看头指针的next是否为空*/
        if(head.next == null)
            return true ;
        else{
            return false ;
        }
    }

    @Override
    public void print() {
        /*若未初始化输出异常信息*/
        if(head == null){
            System.out.println("错误:链表未初始化!");
            return ;
        }
        /*定义一个用于遍历的指针*/
        Element p = head.next;
        while(p != null){
            /*输出元素*/
            System.out.print(p.data+" ");
            p = p.next ;
        }
        System.out.println();
    }

    @Override
    public String toString() {
        String str = "LinkList:[" ;
        Element p = head.next ;
        while(p != null){
            if(p.next != null){
                str = str + p.data +"," ;
                p = p.next ;
            }else{
                str = str + p.data ;
                p = p.next ;
            }

        }
        str = str+"]" ;
        return str;
    }

}

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