Java 链表

按链表的组织形式分有ArrayList和LinkList两种。ArrayList内部其实是用数组的形式实现链表，比较适合链表大小确定或较少对链表进行增删操作的情况，同时对每个链表节点的访问时间都是constant；而LinkList内部以一个List实现链表，比较适合需要频繁对链表进行操作的情况，对链表节点的访问时间与链表长度有关O(N)。
    另外，根据实现形式可以分为直接式（想不出什么合适的名字，姑且这样吧）和使用Iterator（迭代模式）两种方法。直接式的实现方法和C/C++中的写法差不多；而使用Iterator时，需要实现java.lan中的Iterable接口（或者也可以自己在链表内部定义自己的Iterator method）

使用迭代模式的优点：
           1，实现功能分离，简化容器接口。让容器只实现本身的基本功能，把迭代功能委让给外部类实现，符合类的设计原则。
           2，隐藏容器的实现细节。
           3，为容器或其子容器提供了一个统一接口，一方面方便调用；另一方面使得调用者不必关注迭代器的实现细节。
           4，可以为容器或其子容器实现不同的迭代方法或多个迭代方法。
    我觉得第4点说的很好，对于一堆数据而言，不同的人（或业务逻辑）使用它的方式也不尽相同，定义一个theIterator继承Iterator，不仅提供next，hasNext 以及remove这个最小的操作集合，同时也可以提供更多的其它方法。在theIterator的实现类中，具体实现不同的迭代方法，比如顺序、逆序或根据其它语义进行遍历等，再通过类厂的方式将一个theIterator实现的对象交给用户使用。
下面我给出两个例子：
    首先是直接式实现链表的例子，这个例子只提供了几种链表操作的基本方法，仅用于示意：

1. public class MyList<AnyType>  {
2. private class Node<AnyType>{
3. public  Node<AnyType> pre;
4. public  Node<AnyType> next;
5. public  AnyType      data;
6. public Node(AnyType d, Node<AnyType>p, Node<AnyType> n){}
7. public Node(){}
8. }
9. private int theSize;
10. private Node<AnyType> Header;
11. private Node<AnyType> Tail;
12. public MyList(){}
13. public void add(AnyType item){}
14. public boolean isEmpty(){}
15. public int size(){}
16. public AnyType get( int idx){}
17. public void print(){}
18. }

Node<AnyType>类定义了双向链表中节点的结构，它是一个私有类，而其属性和构造函数都是公有的，这样，其父类可以直接访问其属性，而外部类根本不知道Node类的存在。Data是节点中的数据与，pre指向前一个Node节点，next指向后一个Node节点。其构造函数的实现如下，不解释：

1. public Node(AnyType d, Node<AnyType>p, Node<AnyType> n){
2. this.data = d;
3. this.pre = p;
4. this.next = n;
5. }
6. public Node(){
7. this.data = null;
8. this.pre = null;
9. this.next = null;
10. }

下面我们看一下链表的构造函数实现：

1. public MyList(){
2. theSize = 0;
3. Header = new Node<AnyType>(null,null,null);
4. Tail   =  new Node<AnyType>(null,Header,null);
5. Header.next = Tail;
6. }

我们构造了一个带有头、尾节点的双向链表，头节点的Next指向尾节点，为节点的pre指向头节点。链表长度起始为0。

继续贴上链表类其它方法的实现，不解释了，应该比较清楚：

1. public void add(AnyType item){
2. Node<AnyType> aNode = new Node<AnyType>(item,null,null);
3. Tail.pre.next = aNode;
4. aNode.pre = Tail.pre;
5. aNode.next = Tail;
6. Tail.pre = aNode;
7. theSize++;
8. }
9. public boolean isEmpty(){
10. return ( theSize == 0);
11. }
12. public int size(){
13. return theSize;
14. }
15. public AnyType get( int idx){
16. if(idx > theSize-1 || idx < 0)
17. throw new IndexOutOfBoundsException();
18. Node<AnyType> current = new Node<AnyType>(null,Header,null);
19. for(int i = 0; i<idx; i++)
20. current = current.next;
21. return current.data;
22. }
23. public void print(){
24. Node<AnyType> current = Header.next;
25. while(current.next != null){
26. //如果AnyType是你自己定义 //的数据类型，那么请务必提供
27. //一个toString方法，要么就不
28. //要在链表里实现print方法。
29. System.out.println(current.data.toString());
30. current = current.next;
31. }
32. }

第二个例子是用迭代方法实现链表的例子，下面是类定义：

1. public class MyListItr<Type> implements Iterable<Type> {
2. private class Node<Type>{
3. public Type data;
4. public Node<Type> pre;
5. public Node<Type> next;
6. public Node(){}
7. public Node(Type d, Node<Type> p, Node<Type> n){}
8. }
9. private Node<Type> Header;
10. private Node<Type> Tail;
11. private int theSize;
12. public MyListItr(){}
13. public void add(Type item){}
14. public void print(){}
15. public int size(){}
16. @Override
17. public Iterator<Type> iterator() {}
18. private class MyListIterator implements Iterator<Type>{
19. @Override
20. public boolean hasNext() {}
21. @Override
22. public Type next() {}
23. @Override
24. public void remove() {}
25. }
26. }

这里主要说一下与前面例子不同的地方：MyListItr类实现了Java.lan.Itrable接口，因此我们必须实现其public Iterator<Type> iterator() {}方法，它的返回值是一个迭代器对象，那么我就定义一个内部私有类——MyListIterator，这个类实现了iterator接口。在public Iterator<Type> iterator() 方法中，我就构造这么一个MyListIterator的对象并返回。

Iterator接口有三个方法是我们必须实现的，hasNext，next和remove，这是迭代操作的最小集合了。对于不同的迭代器执行方式，我们可以定义多个类似MyListIterator这样的实现类，只要在链表类中的iterator() 方法中把具体实现类的对象返回给用户就OK了。

罗嗦两句：我感觉如果我们定义链表类时，如果不继承Iterable接口，而是直接在类内部提供 public theIterator Iterator() 方法，theIterator是一个自定义接口，继承自Iterator接口，这样我们可以提供遵循theIterator接口的各种迭代方式的不同实现类，并通过一个类厂方法在链表的public theIterator Iterator() 方法中把具体迭代实现类的对象交给用户，以此就可以根据不同的需求，提供链表的多种迭代方式。我觉得这种方法是可行的，但并没有具体实验。

下面只贴出链表iterator()方法和迭代实现类的MyListIterator代码，其它方法就不重复贴了：

1. @Override
2. public Iterator<Type> iterator() {
3. return new MyListIterator();
4. }
5. private class MyListIterator implements Iterator<Type>{
6. Node<Type> current = Header.next;
7. @Override
8. public boolean hasNext() {
9. return (current != Tail);
10. }
11. @Override
12. public Type next() {
13. 　　if(!hasNext())
14. 　　　　throw new IndexOutOfBoundsException();　　
15. 　　Type item = current.data;
16. 　　current = current.next;
17. 　　return item;
18. }
19. @Override
20. public void remove() {
21. 　　if( !hasNext())
22. 　　　　throw new NoSuchElementException();
23. 　　current.pre.next = current.next;
24. 　　current.next.pre = current.pre;
25. 　　current = current.next;
26. 　　theSize--;
27. }
28. }