Java描述数据结构之链表的增删改查
链表是一种常见的基础数据结构,它是一种线性表,但在内存中它并不是顺序存储的,它是以链式进行存储的,每一个节点里存放的是下一个节点的“指针”。在Java中的数据分为引用数据类型和基础数据类型,在Java中不存在指针的概念,但是对于链表而言的指针,指的就是引用数据类型的地址。
链表和数组都是线性的数据结构,对于数组而言其长度是固定的,由于在内存中其是连续的,因此更适合做查找与遍历,而链表在内存中是并不是顺序存储的,但是由于其是通过“指针”构成的,因此在插入、删除时比较数组更为的方便。
下面的代码通过内部类并结合递归的方式来实现了一个简单的用Java语言描述的链表的数据结构。
首先来看一下,链表数据结构的定义,代码如下:
class NodeManager {
private Node root; // 根节点
private int currentIndex = 0; // 节点的序号,每次操作从0开始 public void add(int data) {}
public void delNode(int data) {} public void print() {} public boolean findNode(int data) {} public boolean updateNode(int oldData, int newData) {} // 向索引之前插入
public void insert(int index, int data) {} // 谁拥有数据,谁提供方法
class Node {
private int data;
private Node next; // 把当前类型作为属性 public Node(int data) {
this.data = data;
} public void setData(int data) {
this.data = data;
} public int getData() {
return data;
} // 添加节点
public void addNode(int data) {} // 删除节点
public void delNode(int data) {} // 输出所有节点
public void printNode() {} // 查找节点是否存在
public boolean findNode(int data) {} // 修改节点
public boolean updateNode(int oldData, int newData) {} // 插入节点
public void insertNode(int index, int data) {}
}
}
对于链表的定义来说,NodeManager类是用来管理链表操作的,而成员内部类Node是用于提供链表数据与链式结构的。对于类的使用者来说,并不直接访问数据,因此操作的是NodeManager类,而内部类Node提供了真正的数据管理,因此Node类需要提供真正的数据操作方法,对于NodeManager类中也需要提供一套由外部来操作链表的方法。因此,在NodeManager类和Node类中都提供了看似相同的方法,但实际的意义并不相同。
下面来查看NodeManager类和Node类中的add()方法,代码如下:
public void add(int data) {
if ( root == null ) {
root = new Node(data);
} else {
root.addNode(data);
}
} // 添加节点
public void addNode(int data) {
if ( this.next == null ) {
this.next = new Node(data);
} else {
this.next.addNode(data);
}
}
代码中上面的方法是NodeManager类中的方法,而下面的方法是Node类中的方法。
在Manager类中提供了一个root的成员变量,它用于管理链表的头节点,因此在添加节点时,会先判断root是否为空,如果为空则直接将节点由root来进行保存,如果root不为空,则通过Node类中的addNode()方法来进行添加,添加到思路是找到当前链表的最后一个节点,并将新添加到节点赋值给最后一个节点的next成员变量中。
对于链表的其他操作也是相同的思路,关于链表增删改查和输出的完整代码如下:
class NodeManager {
private Node root; // 根节点
private int currentIndex = 0; // 节点的序号,每次操作从0开始 public void add(int data) {
if ( root == null ) {
root = new Node(data);
} else {
root.addNode(data);
}
}
public void delNode(int data) {
if ( root == null ) return ;
if ( root.getData() == data ) {
Node tmp = root;
root = root.next;
tmp = null;
} else {
root.delNode(data);
}
} public void print() {
if ( root != null ) {
System.out.print(root.getData() + " ");
root.printNode();
System.out.println();
}
} public boolean findNode(int data) {
if ( root == null ) return false;
if ( root.getData() == data ) {
return true;
} else {
return root.findNode(data);
}
} public boolean updateNode(int oldData, int newData) {
if ( root == null ) return false;
if ( root.getData() == oldData ) {
root.setData(newData);
return true;
} else {
return root.updateNode(oldData, newData);
}
} // 向索引之前插入
public void insert(int index, int data) {
if ( index < 0 ) return ;
currentIndex = 0;
if ( index == currentIndex ) {
Node newNode = new Node(data);
newNode.next = root;
root = newNode;
} else {
root.insertNode(index, data);
}
} // 谁拥有数据,谁提供方法
class Node {
private int data;
private Node next; // 把当前类型作为属性 public Node(int data) {
this.data = data;
} public void setData(int data) {
this.data = data;
} public int getData() {
return data;
} // 添加节点
public void addNode(int data) {
if ( this.next == null ) {
this.next = new Node(data);
} else {
this.next.addNode(data);
}
} // 删除节点
public void delNode(int data) {
if ( this.next != null ) {
if ( this.next.getData() == data ) {
Node tmp = this.next;
this.next = this.next.next;
tmp = null;
} else {
this.next.delNode(data);
}
}
} // 输出所有节点
public void printNode() {
if ( this.next != null ) {
System.out.print(this.next.getData() + " ");
this.next.printNode();
}
} // 查找节点是否存在
public boolean findNode(int data) {
if ( this.next != null ) {
if ( this.next.getData() == data ) {
return true;
} else {
return this.next.findNode(data);
}
} return false;
} // 修改节点
public boolean updateNode(int oldData, int newData) {
if ( this.next != null ) {
if ( this.next.getData() == oldData ) {
this.next.setData(newData);
return true;
} else {
return this.next.updateNode(oldData, newData);
}
}
return false;
} // 插入节点
public void insertNode(int index, int data) {
currentIndex ++;
if ( index == currentIndex ) {
Node newNode = new Node(data);
newNode.next = this.next;
this.next = newNode;
} else {
this.next.insertNode(index, data);
}
}
}
}
以上就是链表基本操作的完整代码,下面写一个调用的代码进行测试,代码如下:
public class LinkList {
public static void main(String[] args) {
NodeManager nm = new NodeManager();
System.out.println("链表的添加(添加5、4、3、2、1)");
nm.add(5);
nm.add(4);
nm.add(3);
nm.add(2);
nm.add(1);
nm.print();
System.out.println("链表的删除(删除3)");
nm.delNode(3);
nm.print();
System.out.println("链表的查找(查找1)");
System.out.println(nm.findNode(1));
System.out.println("链表的查找(查找10)");
System.out.println(nm.findNode(10));
System.out.println("链表的更新(把1更新为10)");
nm.updateNode(1, 10);
nm.print();
System.out.println("链表的插入(在第1个位置插入20)");
nm.insert(1, 20);
nm.print();
System.out.println("链表的插入(在第0个位置插入30)");
nm.insert(0, 30);
nm.print();
}
}
将代码编译、运行,结果如下图:
对于Java中的集合类中用到了不少的数据结构的知识,等自己状态好的时候学习学习Java集合类的源码。我会努力做一个初级程序员!
我的微信公众号:“码农UP2U”
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