3.リンクリスト
リンクリストは、ノードの形式でデータを格納する構造であり、ノードは通常、データを格納し、次のノードの場所を指すために使用されるデータフィールド（data）とポインタフィールド（next）で構成されます。
一般的に、単一リンクリスト、二重リンクリスト、循環リンクリストがあります。
リンクリストには通常、有向ノードと非有向ノードの2種類があります。
なぜヘッダーノードが必要なのですか？
ヘッドノードがない場合は、先頭で挿入・削除するときにヘッダーポインタを変更し、他の位置で挿入・削除するときに先行ノードの次のフィールドを変更する必要があります。2つの操作は別々に処理する必要があります。したがって、均一に動作するために、通常、それ自体はデータを格納しない仮想ヘッドノードを使用します。
3.1、単一リンクリスト
単一リンクリストの定義：
public class Node{
T data;
Node next;
}
単一リンクリストの実装と基本的な操作：
基本構成：
- ノード定義
- 工法
- get（index）：リンクリストのインデックス番目のノードの値を取得します。インデックスが無効な場合は-1を返します。
- addAtHead（val）：
- addAtTail（val）
- addAtIndex（インデックス、選択）：
- deleteAtIndex（index）：
/**结点定义*/
public class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(int x) {
val = x; }
}
class MyLinkedList {
int size;
ListNode head;
/** Initialize your data structure here. */
public MyLinkedList() {
size = 0;
head = new ListNode(0);
}
/** 获得指定位置的结点的值. */
public int get(int index) {
if(index<0 || index>=size)return -1;
ListNode curr = head;
// 链表只能一步步移动到指定位置
for(int i=0;i<index+1;++i){
curr = curr.next;
}
return curr.val;
}
/**将元素插入头结点*/
public void addAtHead(int val) {
addAtIndex(0,val);
}
/**将元素插入尾结点*/
public void addAtTail(int val) {
addAtIndex(size,val);
}
/**在指定索引处插入元素*/
public void addAtIndex(int index, int val) {
if(index>size) return; //大于size不会插入，直接退出
if(index<0){
//小于0，在头部插入
index = 0;
}
//等于链表长度，在尾部（index=size）插入；在size范围内，在index出插入
++size;
// 插入位置的前一个节点
ListNode pred = head;
// 移动到插入位置
for(int i =0;i<index;++i){
pred = pred.next;
}
ListNode toAdd = new ListNode(val);
toAdd.next = pred.next;
pred.next = toAdd;
}
/** 删除指定索引的结点 */
public void deleteAtIndex(int index) {
if(index<0 || index>=size)return ;
size--;
ListNode pred = head;
for(int i =0;i<index;++i){
pred = pred.next;
}
pred.next = pred.next.next;
}
}
3.2、二重リンクリスト
二重リンクリストは、単一リンクリストが一方向にしか機能しないという欠点を解決できます。保管スペースを犠牲にし、動作速度を向上させます。
二重リンクリストの定義：
public class Node{
T data;
Node pre;
Node next;
}
二重リンクリストの実装は基本的な操作です。
public class ListNode{
int val;
ListNode prev;
ListNode next;
ListNode(int x){
val = x;
}
}
class MyLinkedList{
int size;
ListNode head,tail; //设置一个头结点和一个尾结点
public MyLinkedList(){
size = 0;
head = new ListNode(0);
tail = new ListNode(0);
head.next = tail;
tail.prev = head;
}
public int get(int index){
if(index < 0 || index>=size) return -1;
ListNode curr = head;
//根据位置选择是从头还是尾部开始查找
if(index+1 < size-index){
for(int i = 0;i<index+1;++i) curr = curr.next;
}else{
curr = tail;
for(int i = 0;i<size-index;++i) curr = curr.prev;
}
return curr.val;
}
public void addAtHead(int val){
ListNode pred = head,succ = head.next;
++size;
ListNode toAdd = new ListNode(val);
toAdd.prev = pred;
toAdd.next = succ;
pred.next = toAdd;
succ.prev = toAdd;
}
public void addAtTail(int val){
ListNode succ = tail,pred = tail.prev;
++size;
ListNode toAdd = new ListNode(val);
toAdd.prev = pred;
toAdd.next = succ;
pred.next = toAdd;
succ.prev = toAdd;
}
public void addAtIndex(int index,int val){
if(index>size) return;
if(index<0) index = 0;
ListNode pred,succ;
if(index<size-index){
pred = head;
for(int i = 0;i<index;++i)pred = pred.next;
succ = pred.next;
}else{
succ = tail;
for(int i = 0;i<size-index;++i)succ = succ.prev;
pred = succ.prev;
}
++size;
ListNode toAdd = new ListNode(val);
toAdd.prev = pred;
toAdd.next = succ;
pred.next = toAdd;
succ.prev = toAdd;
}
public void deleteAtIndex(int index){
if(index<0 || index>=size) return;
ListNode pred,succ;
if(index<size-index){
pred = head;
for(int i = 0;i<index;++i)pred = pred.next;
succ = pred.next.next;
}else{
succ = tail;
for(int i = 0;i<size-index-1;++i)succ = succ.prev;
pred = succ.prev.prev;
}
--size;
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
}
3.3、循環リンクリスト
循環単一リンクリスト、循環二重リンクリスト