数据结构-链表的那些事(下)(二)

一、谈一下博客这一问题？

      博客这个我相信已经成为大家了解和学习技术的一个手段，但是真真正正有多少人去按照这个操作了，我看到一条1000+人看的博客，我发现一个简单的小错误，但是我之前的1000多人难道没发现嘛？这个问题值得我们深思？我不是指着作者问题，因为写在作者，看在你，我们无权干涉，当然写就会出现错误，毕竟程序还有BUG，我只是想说有些时候不是只要看一遍就可以我们需要是真实操作，毕竟好记性不然烂笔头，这个问题就讨论学习这个深刻的话题上来了，就远离我们的主题了，我只是将这个问题抛出啦，引发下大家的深思，具体该怎么做，就是大家的事，因为毕竟每个人的特色都不同，当然就有自己的社会主义道路，一切按照自己的来就好，回归正题，不知道为啥我上一篇被移除去了，但是我的群里还是收获了2个小伙伴，这就是我写下的动力。

二、谈一下双链表

      双链表的优点：对于链表中一个节点来说，都可以从两个方向操作。当然这个问题自然就带了另外一个缺点，因为前节点的存在导致更多的内存开销，另外在插入和删除的时候会更加的麻烦，需要更多时间，所以说这个世界就是这样有利就有弊，接下来我们看一下双链表的结构，用张图表示：

 

    头部节点首部为空，尾部节点的下一个节点指向为空，中间节点上尾指下头，下头指上尾；

    1)增加一个节点，有2种情况在节点之前和节点之后；

    2)增加节点的有3种情况首节点，尾节点和中间节点；

    3)删除同增加一样；

    以下是Java实现的双链表和测试代码，大家可以看一下

    这个是定义的节点

package com.wtz.dataStruct;

/**
 * Created by wangt on 2017/6/29.
 * 定义一个双链表的节点
 */
public class Node<T> {
    public T getItem() {
        return item;
    }

    public void setItem(T item) {
        this.item = item;
    }

    public Node<T> getPervious() {
        return pervious;
    }

    public void setPervious(Node<T> pervious) {
        this.pervious = pervious;
    }

    public Node<T> getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(Node<T> next) {
        this.next = next;
    }

    private T item;
    private Node<T> pervious;
    private Node<T> next;
    public Node(){

    }
    public Node(T item){
        this.item=item;
    }

}

   这个是具体实现

package com.wtz.dataStruct;

/**
 * Created by wangt on 2017/6/29.
 */
public class DoubleLinkList<T> {
    private Node<T> first;//头节点
    private int count;//总节点的个数

    public  DoubleLinkList()
    {
        //初始化为空的链表
        this.count=0;
        this.first=null;
    }

    //返回节点的个数
    public  int size(){
        return  count;
    }
    //根据索引获取节点
    public Node<T> getNodeIndex(int index){
        if(index<0&&index>=count){
            throw new IndexOutOfBoundsException("超出索引");
        }
        Node<T> tempNode=this.first;
        for (int i=0;i<index;i++){
            tempNode=tempNode.getNext();
        }
        return  tempNode;
    }
    //在未节点之后插入节点
    public void addAfter(T value){
        Node<T> node=new Node<T>(value);
        if(this.first==null){
            this.first=node;
        }else {
            Node<T> lastNode=getNodeIndex(count);
            lastNode.setNext(node);
            node.setPervious(lastNode);
            count++;
        }

    }
    //末节点之前插入
    public void addBefore(T value){
        Node<T> node=new Node<T>(value);
        if (this.first==null){
            this.first=node;
        }else {
            //获取最后一个节点和倒数第二个节点
            Node<T> lastNode=getNodeIndex(count);
            Node<T> lastTwoNode=lastNode.getPervious();

            //将倒数第二个节点的下一个节点设置为插入节点
            lastTwoNode.setNext(node);
            node.setPervious(lastTwoNode);
            //将最后一个节点上一个节点指向插入的节点
            lastNode.setPervious(node);
            node.setNext(lastNode);
            count++;
        }
    }
    //指定位置之前插入
    public void addIndexBefore(T value,int index){
        Node<T> node=new Node<T>(value);
        if(index==0){
            if(this.first==null){
                this.first=node;
            }else {
                node.setNext(first);
                first.setPervious(node);
                first=node;
                count++;
            }
        }else {
            Node<T> nextNode=getNodeIndex(index);
            Node<T> afterNode=nextNode.getPervious();

            afterNode.setNext(node);
            node.setPervious(afterNode);

            node.setNext(nextNode);
            nextNode.setPervious(node);
            count++;
        }

    }

    //指定位置之后插入
    public void addIndexAfter(T value,int index){
        Node<T> node=new Node<T>(value);
        if (index==0){
            if (first==null){
                first=node;
            }else {
                node.setPervious(first);
                node.setNext(first.getNext());
                first.setNext(node);
                count++;
            }
        }else {
            Node<T> afterNode=getNodeIndex(index);
            Node<T> nextNode=afterNode.getNext();

            afterNode.setNext(node);
            node.setPervious(afterNode);

            node.setNext(nextNode);
            nextNode.setPervious(node);
            count++;
        }
    }

    //删除指定位置
    public void  removeIndex(int index){
        if(index<0&&index>=count){
            throw new  IndexOutOfBoundsException("超出范围");
        }
        if(index==0){
            first=first.getNext();
        }else {
            Node<T> beforeNode=getNodeIndex(index-1);

            Node<T> deleteNode=beforeNode.getNext();
            Node<T> nextNode=deleteNode.getNext();

            beforeNode.setNext(nextNode);
            nextNode.setPervious(beforeNode);
        }
        count--;
    }

}

  这个是测试代码

package com.wtz.dataStruct;

/**
 * Created by wangt on 2017/6/30.
 */
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        DoubleLinkList<Integer> doubleLinkList=new DoubleLinkList<Integer>();
        //最后一个节点之后
        doubleLinkList.addAfter(2);
        doubleLinkList.addAfter(5);
        doubleLinkList.addAfter(10);
        for (int i=0;i<=doubleLinkList.size();i++){
            System.out.print(doubleLinkList.getNodeIndex(i).getItem());
        }
        System.out.print("-------------------------------------------------");
        doubleLinkList.addBefore(10);
        doubleLinkList.addBefore(13);
        doubleLinkList.addBefore(18);
        doubleLinkList.addBefore(17);
        doubleLinkList.addBefore(16);
        for (int i=0;i<=doubleLinkList.size();i++){
            System.out.print(doubleLinkList.getNodeIndex(i).getItem());
        }
        System.out.print("-------------------------------------------------");
        doubleLinkList.removeIndex(2);
        for (int i=0;i<=doubleLinkList.size();i++){
            System.out.print(doubleLinkList.getNodeIndex(i).getItem());
        }
        System.out.print("-------------------------------------------------");
        doubleLinkList.addIndexAfter(111,0);
        for (int i=0;i<=doubleLinkList.size();i++){
            System.out.print(doubleLinkList.getNodeIndex(i).getItem());
        }
        System.out.print("-------------------------------------------------");
        doubleLinkList.addIndexBefore(444,0);
        for (int i=0;i<=doubleLinkList.size();i++){
            System.out.print(doubleLinkList.getNodeIndex(i).getItem());
        }
    }

}

二、循环链表

    循环链表我们这里用单向循环列表来描述这一问题，来述说下循环链表与链表的差距，循环的意思就是从从头到尾，从尾到头连起来，我们已经知道单链表的概念，那么二者差距就很明显了，单向循环链表就是之前的尾部的空节点指向首部节点这。还是用图表示下单向循环链表：

     套路还是和之前一样用代码实现单向循环链表，这里需要提醒下注意下循环的时候，如果不消息很容易照成死循环，大家在使用循环链表的时候需要很注意这一点。另外我们当查找最后一个节点的时候就没有必要遍历所有节点，因为尾部的指针的下一个节点是首部，这样就可以将第一个和最后一个节点控制到O(1)访问时间。下面就是代码的实现。

public class CirNode<T> {
    public T getItem() {
        return item;
    }

    public void setItem(T item) {
        this.item = item;
    }

    public CirNode<T> getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(CirNode<T> next) {
        this.next = next;
    }

    private T item;
    private CirNode<T> next;
    public CirNode(T item){
        this.item=item;
    }


}

package com.wtz.dataStruct;

import java.util.Currency;

/**
 * Created by wangt on 2017/6/30.
 */
public class SingleCircularList<T> {
    private int count;
    private CirNode<T> pointer;//尾部节点的指针这里为什么不用节点大家思考一下哈哈

    public SingleCircularList()
    {
        this.count=0;
        this.pointer=null;
    }
    //返回节点的个数
    public  int size()
    {
        return  count+1;
    }
    //获取当前的节点
    public CirNode<T> getIndexNode(int index)
    {
        if(index<0&&index>count){
            throw  new  IndexOutOfBoundsException("超过索引范围");
        }
        CirNode<T> node=pointer;
        for (int i=0;i<index;i++){
            node=node.getNext();
        }
        return  node;
    }
    //当前节点之前插入
    public void addBefore(T value)
    {
        CirNode<T> cirNode=new CirNode<T>(value);
        if(pointer==null){
            pointer=cirNode;
            pointer.setNext(cirNode);
        }else {
            cirNode.setNext(pointer.getNext());
            pointer=cirNode;
            count++;
        }
    }
    //当前节点之后插入
    public void addAfter(T value)
    {
        CirNode<T> cirNode=new CirNode<T>(value);
        if(pointer==null){
            pointer=cirNode;
            pointer.setNext(cirNode);
        }else {
            cirNode.setNext(pointer.getNext().getNext());
            pointer.getNext().setNext(cirNode);
            count++;
        }
    }
    //在某节点之前插入
    public  void addIndexBefore(T value,int index)
    {
        CirNode<T> cirNode=new CirNode<T>(value);
        if (index==0){
            if (pointer==null){
                pointer=cirNode;
                pointer.setNext(cirNode);
            }else {
                pointer=cirNode;
                cirNode.setNext(pointer.getNext());
                count++;
            }
        }else {
            CirNode<T> nextNode=getIndexNode(index-1);
            CirNode<T> afterNode=getIndexNode(index-2);

            afterNode.setNext(cirNode);
            cirNode.setNext(nextNode);
            count++;
         }

    }
    //在某节点之后插入
    public  void addIndexAfter(T value,int index){
        CirNode<T> node=new CirNode<T>(value);
        if (index==0){
            if (pointer==null){
                pointer=node;
                pointer.setNext(node);
            }else {
                node.setNext(pointer.getNext().getNext());
                pointer.getNext().setNext(node);
                count++;
            }
        }else {
            CirNode<T> currentNode=getIndexNode(index-1);
            node.setNext(currentNode.getNext());
            currentNode.setNext(node);
            count++;
        }
    }

    public  void deleteIndex(int index){
        if(index>0&&index>count){
            throw  new  IndexOutOfBoundsException("超过索引范围");
        }
        if (index==0){
            pointer=pointer.getNext().getNext();
        }else {
            CirNode<T> beforeNode=getIndexNode(index-2);
            CirNode<T> deleteNode=beforeNode.getNext();
            CirNode<T> nextNode=deleteNode.getNext();

            beforeNode.setNext(nextNode);
            deleteNode=null;
        }
        count--;

    }




}
package com.wtz.dataStruct;

/**
 * Created by wangt on 2017/7/4.
 */
public class TestCirTest {
    public static void main(String[] args) {
        SingleCircularList<Integer> singleCircularList = new SingleCircularList<Integer>();
        singleCircularList.addBefore(5);
        singleCircularList.addBefore(2);
        for (int i=0;i<singleCircularList.size();i++){
            System.out.print(singleCircularList.getIndexNode(i).getItem());
        }
        System.out.print("-------------------------------------------------");
        singleCircularList.addAfter(9);
        singleCircularList.addAfter(6);
        for (int i=0;i<singleCircularList.size();i++){
            System.out.print(singleCircularList.getIndexNode(i).getItem());
        }
        System.out.print("-------------------------------------------------");

        singleCircularList.addIndexAfter(3,2);
        for (int i=0;i<singleCircularList.size();i++){
            System.out.print(singleCircularList.getIndexNode(i).getItem());
        }
        System.out.print("-------------------------------------------------");
        singleCircularList.addIndexBefore(4,2);
        for (int i=0;i<singleCircularList.size();i++){
            System.out.print(singleCircularList.getIndexNode(i).getItem());
        }
        System.out.print("-------------------------------------------------");
        singleCircularList.deleteIndex(2);
        for (int i=0;i<singleCircularList.size();i++){
            System.out.print(singleCircularList.getIndexNode(i).getItem());
        }
        System.out.print("-------------------------------------------------");
    }

}

三、LinkedList源码解读

    老套路先看继承结构，

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

  AbstractSequentialList这个实现了get,set,add,remove等这些方法，都可以随机访问集合，这些操作允许将链接列表用作堆栈、队列或双端队列。接下来说下List接口这个接口与ArrayList一样实现List接口，只是ArrayList是List接口的大小可变数组的实现，LinkedList是List接口链表的实现。这样的结构使得插入和删除会优于ArryList,但是在读取的时候会比List差，这个在上一篇那个对比的时候相信大家可以看出来。Deque这个接口相当于是对这个扩展，提供先进先出队列操作，以及其他堆栈和双端队列操作。

  接下来看构造函数:一个空参构造，一个是集合，这里会调用addAll的方法添加到列表中；

    public LinkedList() {
    }
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

  接下来我们看一下内部类：

    private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;
        Node<E> prev;

        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

   这里我们很快就想起我们那个双链表结构了，不多说。

   接下来我们看一下属性：

    transient int size = 0;
    //元素的个数
    transient Node<E> first;
    //头节点
    transient Node<E> last;
    //尾节点

    接下来的API接口是没有什么好说的都比较简单，只要能看懂我上面双链表的应该看这个不是问题，这里不做过多说明。

四、结束语

    最近在搞一些基本Liunx命令和SSH，感觉进度优点缓慢，转还是有点费劲，不过集合写完还会有多线程，这两块还是必须搞定的，还是推荐下QQ群，上次有2个小伙伴加入了，动力呀438836709