链表结构之单链表

链表:一种数据存储结构.学链表首先要搞懂数组,按朋友的话说,数组和链表的关系就相当于QQ2008和QQ2009.
除非要通过索引频繁访问各个数据,不然大多数情况下都可以用链表代替数组.
链表部分主要要涉及:单链表,双端链表,有序链表,双向链表和有迭代器的链表(迭代器是用来随机访问链表元素的一种方法).
由于以前贪玩数据结构没上课,现在后悔所以要努力补上.

链结点:在链表中,每个数据项都被包含在"链结点"(Link)中.一个链结点是某个类的对象,这个类可以叫Link.而每个Link对象中又包含着一个对下一个链结点引用的字段(通常叫next).但是链表(LinkList)本身的对象中有一个字段(first)指向第一个链结点的引用.看图会清晰些.
这张表体现在代码里就两个构造类:
Link(链结点类)

class Link {
    public int iData;
    public double dData;
    public Link next; // 这个next就是链结点对象对下个链接点的引用.默认初始化为NULL
    public Link(int id, double dd){
        iData = id;
        dData = dd;
    }
}

LinkList(链表类)

class LinkList {
    public Link first; // 首链结点first,初始化为NULL
    public  LinkList () {
        first = null;
    }
}

就这样一个链结点指向下个链结点的引用构成了整个链表.
今天这个实例,显示了一个单链表.主要的操作如下:
在链表头插入一个数据项.
在链表头删除一个数据项.
遍历链表显示内容.
首先插入一个链接点的逻辑就是:将first的引用指向Link对象链结点的next引用,然后再将first指向这个链结点就构造了新的链表.如图

代码大框如下:

public void insertFirst(int id, double dd) {
    Link newLink = new Link(id, dd); // 构造新的链结点对象
    newLink.next = first; // 将链结点对象的next指向first的引用
    first = newLink;      // 然后将first指向newLink对象
}

删除一个链结点的逻辑就是:用一个临时变量存储first的引用(即要删除的链结点)然后将first指向first.next(即他只想的链结点对象的next指向的那个链结点Link).这样要删除的那个链结点就没有了指针对他的引用.Java垃圾回收就会把他收回.实现了并返回存储的那个删除节点.如图
代码大框如下:

public Link deleteFirst() {
    Link temp = first; // 暂存first引用的这个链结点(即要删除的)
    first = first.next;// 将first指向他所引用的Link链接点的next引用
    return temp;       // 返回要删除的链结点
}

这要弄清了,Java对象引用的关系理解起来就很容易了.下面就是实现的整个代码:

package com.dbstructor.oop2;

// 链接点类
class Link {
    public int iData;
    public double dData;
    public Link next;
    public Link(int id, double dd){
        iData = id;
        dData = dd;
    }
    public void displayLink(){
        System.out.print("{" + iData + "," + dData + "}");
    }
}

// 链表First类
class LinkList {
    public Link first;
    public  LinkList () {
        first = null;
    }
    public boolean isEmpty() {
        return (first == null);
    }
    // 添加链结点
    public void insertFirst(int id, double dd) {
        Link newLink = new Link(id, dd); // 构造新的链结点对象
        newLink.next = first; // 将链结点对象的next指向first的引用
        first = newLink;      // 然后将first指向newLink对象
    }
    // 删除链结点
    public Link deleteFirst() {
        Link temp = first; // 暂存first引用的这个链结点(即要删除的)
        first = first.next;// 将first指向他所引用的Link链接点的next引用
        return temp;       // 返回要删除的链结点
    }
    // 显示链结点
    public void displayList(){
        Link current = first;
        System.out.print("List: (first ---> last)");
        while(current != null) {    
            current.displayLink();
            current = current.next;            
        }
        System.out.println();
        
    }
}
public class LinkListApp {

    public static void main(String[] args) {
        LinkList aLink = new LinkList();
        aLink.insertFirst(22, 22.88);
        aLink.insertFirst(44, 44.88);
        aLink.insertFirst(66, 66.88);
        aLink.insertFirst(88, 88.88);
        aLink.displayList();
        while(! aLink.isEmpty()){
            Link removeLink = aLink.deleteFirst();    
            removeLink.displayLink();    
            System.out.println("  Deleted");
        }
        System.out.println();
        aLink.displayList();
    }
}

打印的结果为:

List: (first ---> last){88,88.88}{66,66.88}{44,44.88}{22,22.88}
{88,88.88}  Deleted
{66,66.88}  Deleted
{44,44.88}  Deleted
{22,22.88}  Deleted
List: (first ---> last)

继续扩展下添加查找对应键值和按对应键值删除链结点的find和delete方法.
find方法:
这个方法与上面的displayLink方法类似.将current定义为first,通过不断的current.next.iData与键值作比较,如果相等便返回当前引用.
如果一直到最后Null也没找到就返回Null
delete方法:
这个方法需要两个变量.current:当前链结点的引用 privious:前一链结点的引用.这个方法也是通过循环查找如果找到了
.就用前一引用的next指向当前的next的引用就可以了.见图

最后代码:

package com.dbstructor.oop2;

// 链接点类
class Link {
    public int iData;
    public double dData;
    public Link next;
    public Link(int id, double dd){
        iData = id;
        dData = dd;
    }
    public void displayLink(){
        System.out.print("{" + iData + "," + dData + "}");
    }
}

// 链表First类
class LinkList {
    public Link first;
    public  LinkList () {
        first = null;
    }
    public boolean isEmpty() {
        return (first == null);
    }
    // 添加链结点
    public void insertFirst(int id, double dd) {
        Link newLink = new Link(id, dd); 
        newLink.next = first; 
        first = newLink;      
    }
    // 查找指定链结点
    public Link find(int key) {
        Link current = first;
        while(current.iData != key){
            if(current.next == null) {
                return null;
            }else{
                current = current.next;
            }
        }
        return current;
    }
    
    // 删除指定的链结点
    public Link delete(int key) {
        Link current = first;
        Link privious = first;
        while(current.iData != key) {
            if(current.next == null) {
                return null;
            }else{
                privious = current;
                current = current.next;            
            }
        }
        if(current == first) {
            first = first.next;
        }else{
            privious.next = current.next;
        }
        return current;
    }

    // 显示链结点
    public void displayList(){
        Link current = first;
        System.out.print("List: (first ---> last)");
        while(current != null) {    
            current.displayLink();
            current = current.next;            
        }
        System.out.println();    
    }
}
public class LinkListApp {

    public static void main(String[] args) {
        LinkList aLink = new LinkList();
        aLink.insertFirst(22, 22.88);
        aLink.insertFirst(44, 44.88);
        aLink.insertFirst(66, 66.88);
        aLink.insertFirst(88, 88.88);
        aLink.displayList();
        Link findLink = aLink.find(22);
        System.out.print("the Find Item: ");
        findLink.displayLink();
        System.out.print("  the Del Item: ");
        Link delLink = aLink.delete(22);
        delLink.displayLink();
        System.out.println();
        aLink.displayList();
    }
}

执行结果:

List: (first ---> last){88,88.88}{66,66.88}{44,44.88}{22,22.88}
the Find Item: {22,22.88}  the Del Item: {22,22.88}
List: (first ---> last){88,88.88}{66,66.88}{44,44.88}