数据结构-线性表(2)
线性表的链式存储与实现
- 实现线性表的另一种方法是链式存储，即用指针将存储线性表中数据元素的那些单元依次串联在一起。这种方法避免了在数组中用连续的单元存储元素的缺点，因而在执行插入或 删除运算时，不再需要移动元素来腾出空间或填补空缺。然而我们为此付出的代价是，需要在每个单元中设置指针来表示表中元素之间的逻辑关系，因而增加了额外的存储空间的开销.
单链表
- 链表是一系列的存储数据元素的单元通过指针串接起来形成的，因此每个单元至少有两个域，一个域用于数据元素的存储，另一个域是指向其他单元的指针。这里具有一个数据域和多个指针域的存储单元通常称为结点（node）.
结点接口
package com.wjy.Data_Structure.linearlist.common;
public interface Node {
/**
* 获取结点数据域
*
* @return
*/
public Object getData();
/**
* 设置结点数据域
*
* @param obj
*/
public void setData(Object obj);
}
单链表结点定义
package com.wjy.Data_Structure.linearlist.common;
//单链表结点定义
public class SLNode implements Node {
private Object element;
private SLNode next;
public SLNode() {
}
public SLNode(Object ele, SLNode next) {
this.element = ele;
this.next = next;
}
public SLNode getNext() {
return next;
}
public void setNext(SLNode next) {
this.next = next;
}
/******** Methods of Node Interface **********/
@Override
public Object getData() {
return element;
}
@Override
public void setData(Object obj) {
element = obj;
}
}
线性表的单链表实现
- 在使用单链表实现线性表的时候，为了使程序更加简洁，我们通常在单链表的前面添 加一个哑元结点，也称为头结点。在头结点中不存储任何实质的数据对象，其 next 域指向 线性表中 0 号元素所在的结点，头结点的引入可以使线性表运算中的一些边界条件更容易处理。
package com.wjy.Data_Structure.linearlist.listslinkimpl;
import com.wjy.Data_Structure.linearlist.common.DefaultStrategy;
import com.wjy.Data_Structure.linearlist.common.List;
import com.wjy.Data_Structure.linearlist.common.SLNode;
import com.wjy.Data_Structure.linearlist.common.Strategy;
import com.wjy.Data_Structure.linearlist.exception.OutOfBoundaryException;
//线性表的单链表实现
public class ListSLinked implements List {
private Strategy strategy; // 数据元素比较策略
private SLNode head; // 单链表首结点引用
private int size;// 线性表中数据元素的个数
public ListSLinked() {
this(new DefaultStrategy());
}
public ListSLinked(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
head = new SLNode();
size = 0;
}
/**
* 辅助方法： 获取数据元素 e 所在结点的前驱结点
*
* @param e
* @return
*/
private SLNode getPreNode(Object e) {
SLNode p = head;
while (p.getNext() != null)
if (strategy.equal(p.getNext().getData(), e))
return p;
else
p = p.getNext();
return null;
}
/**
* 辅助方法： 获取序号为 0<=i<size 的元素所在结点的前驱结点
*
* @param i
* @return
*/
private SLNode getPreNode(int i) {
SLNode p = head;
for (; i > 0; i--)
p = p.getNext();
return p;
}
/**
* 辅助方法： 获取序号为 0<=i<size 的元素所在结点
*
* @param i
* @return
*/
private SLNode getNode(int i) {
SLNode p = head.getNext();
for (; i > 0; i--)
p = p.getNext();
return p;
}
@Override
public int getSize() {
return size;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
@Override
public boolean contains(Object e) {
return indexOf(e) != -1;
}
@Override
public int indexOf(Object e) {
SLNode p = head.getNext();
int index = 0;
while (p != null)
if (strategy.equal(p.getData(), e)) {
return index;
} else {
index++;
p = p.getNext();
}
return -1;
}
@Override
public void insert(int i, Object e) throws OutOfBoundaryException {
if (i < 0 || i > size)
throw new OutOfBoundaryException("错误，指定的插入序号越界");
SLNode p = getPreNode(i);
SLNode q = new SLNode(e, p.getNext());
p.setNext(q);
size++;
return;
}
@Override
public boolean insertBefore(Object obj, Object e) {
SLNode p = getPreNode(obj);
if (p != null) {
SLNode q = new SLNode(e, p.getNext());
p.setNext(q);
size++;
return true;
}
return false;
}
@Override
public boolean insertAfter(Object obj, Object e) {
SLNode p = head.getNext();
while (p != null)
if (strategy.equal(p.getData(), obj)) {
SLNode q = new SLNode(e, p.getNext());
p.setNext(q);
size++;
return true;
} else {
p = p.getNext();
}
return false;
}
@Override
public Object remove(int i) throws OutOfBoundaryException {
if (i < 0 || i >= size)
throw new OutOfBoundaryException("错误，指定的删除序号越界。");
SLNode p = getPreNode(i);
Object obj = p.getNext().getData();
p.setNext(p.getNext().getNext());
size--;
return obj;
}
@Override
public boolean remove(Object e) {
SLNode p = getPreNode(e);
if (p != null) {
p.setNext(p.getNext().getNext());
size--;
return true;
}
return false;
}
@Override
public Object replace(int i, Object e) throws OutOfBoundaryException {
if (i < 0 || i >= size)
throw new OutOfBoundaryException("错误，指定的序号越界。");
SLNode p = getNode(i);
Object obj = p.getData();
p.setData(e);
return obj;
}
@Override
public Object get(int i) throws OutOfBoundaryException {
if (i < 0 || i >= size)
throw new OutOfBoundaryException("错误，指定的序号越界。");
SLNode p = getNode(i);
return p.getData();
}
}
简单的测试用例
package com.wjy.Data_Structure.linearlist.listslinkimpl;
import org.junit.Test;
import com.wjy.Data_Structure.linearlist.listslinkimpl.ListSLinked;
public class ListSLinkedTest {
@Test
public void testInsert() {
ListSLinked list = new ListSLinked();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
list.insert(i, i + 1);
}
System.out.println("删除：" + list.remove(0));
System.out.println(list.contains(1));
list.insertBefore(2, 100);
list.insertAfter(2, 101);
list.replace(list.getSize() - 1, 1000);
for (int i = 0; i < list.getSize(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
}
}
数据结构学习代码仓库：
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