Java数据结构算法
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链表
“数组”作为数据存储结构有一定的缺陷
- 无序数组——搜索效率是低效的
- 有序数组——插入效率低
不管在哪种数组中删除效率都很低，创建数组后，大小不可改变
线性数据结构
为什么链表很重要？
- 最简单的动态数据结构
- 更深入的理解引用（或者指针）
- 更深入的理解递归
- 辅助组成其他的数据结构（图结构、哈希表、队列）
链表 LinkedList
数据储存在“节点（Node）”中，一个链节点是某个类的对象
优点：真正的动态，不需要处理固定容量的问题（不用像数组new出来一片空间）
缺点：不能随机访问（数组开辟的空间在内存上是连续的，可以通过下标计算出内存地址进行随机访问，而链表必须是顺序访问，由于依靠next一层一层连接，在计算机的底层，每一个节点对应的内存地址不同）
数组和链表的对比
数组：最好用于索引有语意的情况（user[1]）
优点：快速查询
数组：最好不用于索引有语意的情况
链表：动态
应用
1、在链表头添加元素
在数组中，在最后面添加元素是最方便的，因为有size在跟踪数组的最后一个元素
但是链表恰恰相反，链表头添加元素，因为有head头结点，没有跟踪最后一个元素的结点
public class LinkedList<E>{ private class Node{ public E e; public Node next; public Node(E e,Node next){ this.e=e; this.next=next; } public Node(E e){ this(e,null); } public Node(){ this(null,null); } } private Node head; private int size; public LinkedList(){ head=null; size=0; } //获取链表中元素个数 public int getSize() { return size; } public boolean isEmpty(){ return size==0; } //在链表头结点添加元素 public void addFirst(E e){ Node node=new Node(e); node.next=head; head=node; //head=new Node(e);相当于上面三行 size++; } }
2、在链表中间（末尾）添加元素
在搜索为2的位置插入元素
关键：找到添加结点的前一个节点
注意：如插入到索引为0的节点后面，头结点没有前驱节点
//在链表中间添加元素 public void add(int index,E e){ //判断索引的和发现 if(index<0||index>size){ throw new IllegalArgumentException("add failed,illegal index"); } //如果在链表头添加，由于链表头没有前驱节点，需特殊处理 if(index==0){ addFirst(e); }else{ Node pre=head; for (int i = 0; i <index-1 ; i++) { //一直将前驱节点向前移，直到找到index位置的节点 pre=pre.next; Node node=new Node(e); node.next=pre.next; pre.next=node; //pre.next=new Node(e,pre.next);相当于上面三行 size++; } } } //在链表末尾添加元素 public void addLast(E e){ add(size,e); }
3、为链表设置虚拟头结点
由于头结点没有前驱节点，在链表头结点和其他位置插入元素，会有所不同
因此构建一个虚拟头结点为null，就不需要对头结点进行特殊处理，只需要找到待添加元素的前一个节点
//在链表中间添加元素 public void add(int index,E e){ //判断索引的和发现 if(index<0||index>size){ throw new IllegalArgumentException("add failed,illegal index"); } //如果在链表头添加，由于链表头没有前驱节点，需特殊处理 Node pre=dummyHead; for (int i = 0; i <index; i++) { //一直将前驱节点向前移，直到找到index位置的节点 pre=pre.next; Node node=new Node(e); node.next=pre.next; pre.next=node; //pre.next=new Node(e,pre.next);相当于上面三行 size++; } } //在链表末尾添加元素 public void addLast(E e){ add(size,e); } //在链表头结点添加元素 public void addFirst(E e){ add(0,e); }
4、链表
//获得链表的第index(0-base)个位置的元素 public E get(int index){ //判断索引的合法性 if(index<0||index>size){ throw new IllegalArgumentException("add failed,illegal index"); } Node cur=dummyHead.next; for (int i = 0; i <index ; i++) { cur=cur.next; } return cur.e; } //获取链表第一个元素 public E getFirst(){ return get(0); } public E getLast(){ return get(size-1); }
