JAVA 链表操作：循环链表

主要分析示例：

一、循环链表简述

二、单链表循环链表

三、双链表循环链表

一、循环链表简述

循环链表即链表形成了一个循环的结构，尾节点不再指向NULL，而是指向头节点HEAD，此时判定链表的结束是尾节点是否指向了头节点HEAD。基本结构为：

备注：其中单链表节点和双链表节点类和接口ICommOperate<T>与上篇一致，这里不在赘述。参考：JAVA链表操作：单链表和双链表http://www.cnblogs.com/xiaoxing/p/5969133.html

二、单链表循环链表

package LinkListTest;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class SingleCycleLinkList implements ICommOperate<SNode> {
    private SNode head = new SNode("HEAD") ; // 公共头指针，声明之后不变
    private int size = 0 ;
    public int getSize() {
        return this.size;
    }

    /*
     * 链表插入，每次往末端插入,判定末端的标准为next是否指向head
     * */
    @Override
    public boolean insertNode(SNode node) {
        boolean flag = false  ; 

        initLinkList() ; // 初始化链表
        if( this.size==0 ){  // 空链表
            this.head.setNextNode(node) ;
            node.setNextNode(this.head) ;
        }else{
            SNode current = this.head ;
            while( current.getNextNode()!=this.head ){ // 找到末端节点
                current = current.getNextNode() ;
            }
            current.setNextNode(node) ;
            node.setNextNode(this.head) ; // 循坏链表，尾节点指向head
        }
        this.size++ ;
        flag = true ;

        return flag;
    }

    /*
     * 插入链表指定位置pos,从1开始,而pos大于size则插入链表末端
     * */
    @Override
    public boolean insertPosNode(int pos, SNode node) {
        boolean flag = true ;
        SNode current = this.head.getNextNode() ;

        initLinkList() ;// 初始化链表
        if( this.size==0 ){                 // 链表为空
            this.head.setNextNode(node) ;
            node.setNextNode(this.head) ;// 循坏链表，尾节点指向head
            this.size++ ;
        }else if( this.size<pos ){           // pos位置大于链表长度，插入末端
            insertNode(node) ;
        }else if( pos>0 && pos<=this.size ){ // 链表内节点
            // 1、找到要插入pos位置节点和前节点，node将插入两个节点之间
            int find = 0;
            SNode preNode = this.head; // 前节点
            SNode currentNode = current; // 当前节点
            while( find<pos-1 && currentNode!=this.head ){
                preNode = current ;                          // 前节点后移
                currentNode = currentNode.getNextNode() ; // 当前节点后移
                find++ ;
                if( find<pos-1 && currentNode!=this.head ){ // 未结束寻找节点前，后移前节点
                    current = current.getNextNode() ;
                }
            }
//            System.out.println(preNode);
//            System.out.println(currentNode);

            // 2、插入节点
            preNode.setNextNode(node);
            node.setNextNode(currentNode);
            this.size++ ;
        }else {
            System.out.println("位置信息错误");
            flag = false ;
        }

        return flag;
    }

    private void initLinkList(){
        if( size==0 ){
            this.head.setNextNode(this.head);
        }
    }

    /*
     * 指定链表的节点pos，删除对应节点。方式：找到要删除节点的前后节点,进行删除,下标从1开始
     * */
    @Override
    public boolean deleteNode(int pos) {
        boolean flag = false;
        SNode current = this.head.getNextNode() ;
        if( pos<=0 || pos>this.size || current==this.head ){
            System.out.println("位置信息错误或链表无信息");
        }else{
            // 1、找到要删除节点的前后节点
            int find = 0;
            SNode preNode = this.head; // 前节点
            SNode nextNode = current.getNextNode(); // 后节点
            while( find<pos-1 && nextNode!=this.head ){
                preNode = current ;                    // 前节点后移
                nextNode = nextNode.getNextNode() ; // 后节点后移
                find++ ;
                if( find<pos-1 && nextNode!=this.head ){ // 未结束找节点前，后移"前节点"
                    current = current.getNextNode() ;
                }
            }
//            System.out.println(preNode);
//            System.out.println(nextNode);

            // 2、删除节点
            preNode.setNextNode(nextNode);
            System.gc(); // 回收删除节点
            this.size-- ;
            flag = true ;
        }

        return flag;
    }

    /*
     * 指定链表的节点pos，修改对应节点,下标从1开始
     * */
    @Override
    public boolean updateNode(int pos, Map<String, Object> map) {
        boolean flag = false ;
        SNode node = getNode(pos, map); // 获得相应位置pos的节点
        if( node!=null ){
            String data = (String) map.get("data") ;
            node.setData(data);
            flag = true ;
        }
        return flag;
    }

    /*
     * 找到指定链表的节点pos,下标从1开始
     * */
    @Override
    public SNode getNode(int pos, Map<String, Object> map) {
        SNode current = this.head.getNextNode() ;
        if( pos<=0 || pos>this.size || current==this.head ){
            System.out.println("位置信息错误或链表不存在");
            return null;
        }
        int find = 0 ;
        while( find<pos-1 && current!=this.head ){
            current = current.getNextNode() ;
            find++ ;
        }
        return current;
    }

    /*
     * 打印链表
     * */
    @Override
    public void printLink() {
        int length = this.size ;
        if( length==0 ){
            System.out.println("链表为空！");
            return ;
        }
        SNode current = this.head.getNextNode() ;
        System.out.println("总共有节点数: " + length +" 个");
        int find = 0 ;
        while( current!=this.head ){
            System.out.println("第 " + (++find) + " 个节点 ：" + current);
            current=current.getNextNode() ;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SingleCycleLinkList scll = new SingleCycleLinkList() ;
        SNode node1 = new SNode("节点1");
        SNode node2 = new SNode("节点2");
        SNode node3 = new SNode("节点3");
        SNode node4 = new SNode("节点4");
        SNode node5 = new SNode("节点5");
        SNode node6 = new SNode("插入指定位置");
//        scll.insertPosNode(scll.getSize()+1, node1) ;
//        scll.insertPosNode(scll.getSize()+1, node2) ;
//        scll.insertPosNode(scll.getSize()+1, node3) ;
//        scll.insertPosNode(scll.getSize()+1, node4) ;
//        scll.insertPosNode(scll.getSize()+1, node5) ;
        scll.insertNode(node1);
        scll.insertNode(node2);
        scll.insertNode(node3);
        scll.insertNode(node4);
        scll.insertNode(node5);

        System.out.println("*******************输出链表*******************");
        scll.printLink();

        System.out.println("*******************获得指定链表节点*******************");
        int pos = 2 ;
        System.out.println("获取链表第 "+pos+" 个位置数据 ："+scll.getNode(pos, null));

        System.out.println("*******************向链表指定位置插入节点*******************");
        int pos1 = 3 ;
        System.out.println("将数据插入第"+pos1+"个节点：");
        scll.insertPosNode(pos1, node6) ;
        scll.printLink();

        System.out.println("*******************删除链表指定位置节点*******************");
        int pos2 = 3 ;
        System.out.println("删除第"+pos2+"个节点：");
        scll.deleteNode(pos2) ;
        scll.printLink();

        System.out.println("*******************修改链表指定位置节点*******************");
        int pos3 = 3 ;
        System.out.println("修改第"+pos3+"个节点：");
        Map<String, Object> map = new HashMap<>() ;
        map.put("data", "this is a test") ;
        scll.updateNode(pos3, map) ;
        scll.printLink();
    }

}

三、双链表循环链表

package LinkListTest;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class DoubleCycleLinkList implements ICommOperate<DNode>{
    private DNode head = new DNode("HEAD"); // 公共头指针，声明之后不变
    private int size = 0 ; // 记录链表节点数量

    public int getSize() {
        return this.size;
    }

    /*
     * 链表插入，每次往末端插入,判定末端的标准为next是否指向head
     * */
    @Override
    public boolean insertNode(DNode node) {
        boolean flag = false ; 

        initLinkList() ; // 初始化链表
        DNode current = this.head ;
        if( this.size==0 ){    // 空链表
            this.head.setNextNode(node) ;
            node.setPriorNode(this.head);
            node.setNextNode(this.head) ;
        }else{                // 链表内节点
            while( current.getNextNode()!=this.head ){ // 找到末端节点
                current = current.getNextNode() ;
            }
            current.setNextNode(node) ;
            node.setPriorNode(current);
            node.setNextNode(this.head) ; // 循坏链表，尾节点指向head
        }
        this.size++ ;
        flag = true ;

        return flag;
    }

    /*
     * 插入链表指定位置pos,从1开始,而pos大于size则插入链表末端
     * */
    @Override
    public boolean insertPosNode(int pos, DNode node) {
        boolean flag = true; 

        initLinkList() ; // 初始化链表
        DNode current = this.head.getNextNode() ;
        if( this.size==0 ){                     // 链表为空
            this.head.setNextNode(node) ;
            node.setPriorNode(this.head);
            node.setNextNode(this.head) ;
            this.size++ ;
        }else if( pos>this.size ){                 // pos位置大于链表长度，插入末端
            insertNode(node) ;
        }else if( pos>0 && pos<=this.size ){    // 链表内节点
            // 1、找到要插入位置pos节点,插入pos节点当前位置
            int find = 0;
            while( find<pos-1 && current.getNextNode()!=this.head ){
                current = current.getNextNode() ;
                find++ ;
            }
            // 2、插入节点
            if( current.getNextNode()==this.head ){ // 尾节点
                node.setPriorNode(current);
                node.setNextNode(this.head);
                current.setNextNode(node);
            } else if( current.getNextNode()!=this.head ) {  //中间节点
                node.setPriorNode(current.getPriorNode());
                node.setNextNode(current);
                current.getPriorNode().setNextNode(node);
                current.setPriorNode(node);
            }
            this.size++ ;
        }else{
            System.out.println("位置信息错误");
            flag = false ;
        }
        return flag;
    }

    private void initLinkList(){
        if( size==0 ){
            this.head.setNextNode(this.head);
            this.head.setPriorNode(this.head);
        }
    }

    /*
     * 指定链表的节点pos，删除对应节点。方式：找到要删除节点的前后节点删除,下标从1开始
     * */
    @Override
    public boolean deleteNode(int pos) {
        boolean flag = false;
        DNode current = this.head.getNextNode() ;
        if( pos<=0 || pos>this.size || current==this.head ){
            System.out.println("位置信息错误或链表不存在");
        }else{
            // 1、找到要删除位置pos节点
            int find = 0;
            while( find<pos-1 && current.getNextNode()!=this.head ){
                current = current.getNextNode() ;
                find++ ;
            }
            // 2、删除节点
            if( current.getNextNode()==this.head ){ // 尾节点
                current.getPriorNode().setNextNode(this.head) ;
            } else if( current.getNextNode()!=this.head ) {  //中间节点
                current.getPriorNode().setNextNode(current.getNextNode()) ;
                current.getNextNode().setPriorNode(current.getPriorNode()) ;
            }
            System.gc(); // 回收删除节点
            this.size-- ;
            flag = true ;
        }
        return flag;
    }

    /*
     * 指定链表的节点pos，修改对应节点,下标从1开始
     * */
    @Override
    public boolean updateNode(int pos, Map<String, Object> map) {
        boolean flag = false ;
        DNode node = getNode(pos, map);
        if( node!=null ){
            String data = (String) map.get("data") ;
            node.setData(data);
            flag = true ;
        }
        return flag;
    }

    /*
     * 找到指定链表的节点pos,下标从1开始
     * */
    @Override
    public DNode getNode(int pos, Map<String, Object> map) {
        DNode current = this.head.getNextNode() ;
        if( pos<=0 || pos>this.size || current==this.head ){
            System.out.println("位置信息错误或链表不存在");
            return null;
        }
        int find = 0 ;
        while( find<pos-1 && current!=this.head ){
            current = current.getNextNode() ;
            find++ ;
        }
        return current;
    }

    /*
     * 打印链表
     * */
    @Override
    public void printLink() {
        int length = this.size ;
        if( length==0 ){
            System.out.println("链表为空！");
            return ;
        }
        DNode current = this.head.getNextNode() ;
        int find = 0 ;
        System.out.println("总共有节点数: " + length +" 个");
        while( current!=this.head ){
            System.out.println("第 " + (++find) + " 个节点 ：" + current);
            current=current.getNextNode() ;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        DoubleCycleLinkList dcll = new DoubleCycleLinkList() ;
        DNode node1 = new DNode("节点1");
        DNode node2 = new DNode("节点2");
        DNode node3 = new DNode("节点3");
        DNode node4 = new DNode("节点4");
        DNode node5 = new DNode("节点5");
        DNode node6 = new DNode("插入指定位置");
        dcll.insertPosNode(10, node1) ;
        dcll.insertPosNode(10, node2) ;
        dcll.insertPosNode(8, node3) ;
        dcll.insertPosNode(88, node4) ;
        dcll.insertPosNode(8, node5) ;
//        dcll.insertNode(node1);
//        dcll.insertNode(node2);
//        dcll.insertNode(node3);
//        dcll.insertNode(node4);
//        dcll.insertNode(node5);

        System.out.println("*******************输出链表*******************");
        dcll.printLink();

        System.out.println("*******************获得指定链表节点*******************");
        int pos = 2 ;
        System.out.println("获取链表第 "+pos+"个位置数据 ："+dcll.getNode(pos, null));

        System.out.println("*******************向链表指定位置插入节点*******************");
        int pos1 = dcll.getSize()+1 ;
        System.out.println("将数据插入第"+pos1+"个节点：");
        dcll.insertPosNode(pos1, node6) ;
        dcll.printLink();

        System.out.println("*******************删除链表指定位置节点*******************");
        int pos2 = 7 ;
        System.out.println("删除第"+pos2+"个节点：");
        dcll.deleteNode(pos2) ;
        dcll.printLink();

        System.out.println("*******************修改链表指定位置节点*******************");
        int pos3 = 3 ;
        System.out.println("修改第"+pos3+"个节点：");
        Map<String, Object> map = new HashMap<>() ;
        map.put("data", "this is a test") ;
        dcll.updateNode(pos3, map) ;
        dcll.printLink();
    }
}