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java语言中的链表和双向链表的实现方法

链表是一种重要的数据结构,在程序设计中占有很重要的地位。c语言和c++语言中是用指针来实现链表结构的,由于java语言不提供指针,所以有人认为在java语言中不能实现链表,其实不然,java语言比c和c++更容易实现链表结构。java语言中的对象引用实际上是一个指针(本文中的指针均为概念上的意义,而非语言提供的数据类型),所以我们可以编写这样的类来实现链表中的结点。

程序代码:

class node 
{ 
 object data; 
 node next;//指向下一个结点 
}

将数据域定义成object类是因为object类是广义超类,任何类对象都可以给其赋值,增加了代码的通用性。为了使链表可以被访问还需要定义一个表头,表头必须包含指向第一个结点的指针和指向当前结点的指针。为了便于在链表尾部增加结点,还可以增加一指向链表尾部的指针,另外还可以用一个域来表示链表的大小,当调用者想得到链表的大小时,不必遍历整个链表。

链表的数据结构

我们可以用类list来实现链表结构,用变量head、tail、length、pointer来实现表头。存储当前结点的指针时有一定的技巧,pointer并非存储指向当前结点的指针,而是存储指向它的前趋结点的指针,当其值为null时表示当前结点是第一个结点。那么为什么要这样做呢?这是因为当删除当前结点后仍需保证剩下的结点构成链表,如果pointer指向当前结点,则会给操作带来很大困难。那么如何得到当前结点呢,我们定义了一个方法cursor(),返回值是指向当前结点的指针。类list还定义了一些方法来实现对链表的基本操作,通过运用这些基本操作我们可以对链表进行各种操作。例如reset()方法使第一个结点成为当前结点。insert(object d)方法在当前结点前插入一个结点,并使其成为当前结点。remove()方法删除当前结点同时返回其内容,并使其后继结点成为当前结点,如果删除的是最后一个结点,则第一个结点变为当前结点。

链表类list的源代码如下:

package  cn.javatx;

import  java.io.ioexception;

/**
 *  @author  ljfan
 *  
 */
public  class  list  {
private  node  head  =  null;
private  node  tail  =  null;
private  node  pointer  =  null;
private  int  length  =  0;

public  void  deleteall()  {
head  =  null;
tail  =  null;
pointer  =  null;
length  =  0;
}

public  void  reset()  {
pointer  =  null;
}

public  boolean  isempty()  {
return  (length  ==  0);
}

public  boolean  isend()  {
if  (length  ==  0)
throw  new  java.lang.nullpointerexception();
else  if  (length  ==  1)
return  true;
else
return  (cursor()  ==  tail);
}

public  object  nextnode()  {
if  (length  ==  1)
throw  new  java.util.nosuchelementexception();
else  if  (length  ==  0)
throw  new  java.lang.nullpointerexception();
else  {
node  temp  =  cursor();
pointer  =  temp;
if  (temp  !=  tail)
return  (temp.next.data);
else
throw  new  java.util.nosuchelementexception();
}
}

public  object  currentnode()  {
node  temp  =  cursor();
return  temp.data;
}

public  void  insert(object  d)  {
node  e  =  new  node(d);
if  (length  ==  0)  {
tail  =  e;
head  =  e;
}  else  {
node  temp  =  cursor();
e.next  =  temp;
if  (pointer  ==  null)
head  =  e;
else
pointer.next  =  e;
}
length++;
}

public  int  size()  {
return  (length);
}

public  object  remove()  {
object  temp;
if  (length  ==  0)
throw  new  java.util.nosuchelementexception();
else  if  (length  ==  1)  {
temp  =  head.data;
deleteall();
}  else  {
node  cur  =  cursor();
temp  =  cur.data;
if  (cur  ==  head)
head  =  cur.next;
else  if  (cur  ==  tail)  {
pointer.next  =  null;
tail  =  pointer;
reset();
}  else
pointer.next  =  cur.next;
length--;
}
return  temp;
}

private  node  cursor()  {
if  (head  ==  null)
throw  new  java.lang.nullpointerexception();
else  if  (pointer  ==  null)
return  head;
else
return  pointer.next;
}

public  static  void  main(string[]  args)  {
list  a  =  new  list();
for  (int  i  =  1;  i  <=  10;  i++)
a.insert(new  integer(i));
system.out.println(a.currentnode());
while  (!a.isend())
system.out.println(a.nextnode());
a.reset();
while  (!a.isend())  {
a.remove();
}
a.remove();
a.reset();
if  (a.isempty())
system.out.println("there  is  no  node  in  list  n");
system.out.println("you  can  press  return  to  quitn");
try  {
system.in.read();
}  catch  (ioexception  e)  {
}
}
}

class  node  {
object  data;
node  next;

node(object  d)  {
data  =  d;
next  =  null;
}
}

当然,双向链表基本操作的实现略有不同。链表和双向链表的实现方法,也可以用在堆栈和队列的实现中,这里就不再多写了,有兴趣的读者可以将list类的代码稍加改动即可。

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