線性表的概念大家應該還記得,鏈式表是線性表的一個分類,當然也具備線性表的所有特性了,只不過它的結構方式特異而已,也就是和鏈子似的,和順序表的不同之處在于鏈式表引入對象應用,就是其他語言中的指針,每個鏈子(我自己的說法)包含一個數據元素
(element)
和一個指針域
(next)
,這個鏈子就稱為節點,通俗的說有很多節點連接成的線性表就是鏈式表,根據其結構方式又可以分為單鏈表、單循環鏈表、雙向鏈表,還有一種不常用的仿真鏈表,所有的鏈表都有一個共同的特征,都是由節點組成,根據前一章的思想我們很自然的會想到要構造一個節點類
Node.java
:
?
public class Node {
?/**
? * @author
張鈺
? */
?????? Object element;//
數據元素
??? Node next;
??? Node(Node nextval){
??????
???? next=nextval;
??? }
?? Node(Object obj,Node nextval){
??????
?element=obj;
??????
?next=nextval;
?? }
public Object getElement() {
?????? return element;
}
public void setElement(Object obj) {
?????? element = obj;
}
public Node getNext() {
?????? return next;
}
public void setNext(Node nextval) {
?????? next = nextval;
}
public String toString(){
?????? return element.toString();
}
?? ,
節點類的構造就是為了實現鏈表的操作,鏈表最常見的是單鏈表,單鏈表就是其每個節點都只有一個指向直接后繼節點的指針,其中包括帶頭節點的和不帶頭節點的,根據單鏈表的結構我們可以設計如下的類
LinList.java
(注意和
java
中的
LinkList
不一樣,
LinkList
是個線性結構容器,提供線性表、堆棧、隊列等操作):
/**
?* @author
張鈺
?*
?*/
public class LinList implements List {
?
?????? Node head;//
頭指針
?????? Node current;//
當前節點位置
?????? int size;//
數據元素個數
?????? LinList(){
????????????? head=current=new Node(null);
??????
??? size=0;
?????? }
?????? public void index(int i) throws Exception{ //
定位元素
?
??????????? if(i<-1||i>size-1){
?
?????????????????? throw new Exception("
參數錯誤
");
?
??????????? }
?
??????????? if(i==-1) return;
?
??????????? current=head.next;
?
??????????? int j=0;
?
??????????? while((current!=null)&&j<i){
?
?????????????????? current=current.next;
?
?????????????????? j++;
?
??????????? }
?????? }
?????? public void insert(int i, Object obj) throws Exception {
????????????? //
插入
?????????? if(i<0||i>size){
???????
??????
???throw new Exception("
參數錯誤
");
?????????? }
?????????? index(i-1);
?????????? current.setNext(new Node(obj,current.next));
?????????? size++;
?????? }
?
?
?????? public Object delete(int i) throws Exception {
????????????? //
刪除
????????????? if (size==0){
???????????????????? throw new Exception("
鏈表已空無元素可刪除!
");
????????????? }
????????????? if(i<0||i>size-1){
???????????????????? throw new Exception("
參數錯誤
");
????????????? }
????????????? index(i-1);
????????????? Object obj=current.next.getElement();
????????????? current.setNext(current.next.next);
????????????? size--;
????????????? return obj;
?????? }
?
??????
?????? public Object getData(int i) throws Exception {
????????????? //
獲取元素
????????????? if(i<-1||i>size-1){
???????????????????? throw new Exception("
參數錯誤
");
????????????? }
????????????? index(i);
????????????? return current.getElement();
?????? }
?
??????
?????? public int size() {
????????????? //
獲取元素個數
????????????? return size;
?????? }
?
?????? /*
(非
Javadoc
)
??????
?* @see List#isEmpty()
??????
?*/
?????? public boolean isEmpty() {
????????????? //
判斷是否為空
????????????? return size==0;
?????? }
?
}
,設計說明:
(1)
構造函數完成三件事:創建頭節點,使
head
和
current
均表示所創建的頭節點,置
s ize
為
0
;
(2)
定位成員函數
index(int i)
的實現,其設計方式是:用一個循環過程從頭開始計數尋找第
i
個節點;
順序表和單鏈表的比較:順序表和單鏈表的邏輯功能完全一樣,但是兩者的應用背景以及不同情況下的使用效率略有不同,順序表的主要優點就是支持隨機讀取,以及內存空間利用效率高,順序表的主要特點就是需要給出數組的最大數據元素個數,而這通常很難準確做到,另外,順序表的插入和刪除操作時需要移動較多的數據元素,單鏈表的缺點就是每個節點中都有個指針,所以其空間利用率略低于順序表,單鏈表不支持隨機讀取。
單鏈表另一種常見的形勢就是循環單鏈表,其結構特點就是鏈表中最后一個節點的指針不再是結束標記,而是指向整個鏈表的第一個節點,從而使單鏈表形成一個環,,就是在構造函數中增加
head.next=head
,在定位函數
index(i)
中,把循環結束條件
current!=null
換成
current!=head
,這樣最后一個節點就循環到第一個了!鏈表最常見的一個應用就是循環雙鏈表,
java
中的
LinkedList
就是通過循環雙鏈表來實現的,其長度可以隨著數據元素的增減很容易的變化,
LinkedList
提供了線性表、堆棧、隊列、雙端隊列等數據結構所要求的全部成員函數,例如
addFirst()
和
removeFirst()
就是支持堆棧所要求的成員函數,這里就不過多講解了,回到循環雙鏈表,雙向鏈表中每個節點包括三個域:
element
、
next
、
prior
,其中
element
是數據元素,
next
是指向后繼節點的對象應用,
prior
是指向前驅節點的對象應用,
?
設
p
為第
i
個節點,則
p.next
為第
i+1
個節點,
p.next.prior==p,
這就是雙向鏈表的方式,結合前面的內容,雙向鏈表類的設計留給大家,有興趣的同學可以和我一起討論!
最后還有仿真鏈表,鏈式儲存結構中,實現元素之間的關系靠的是指針,但是也可以用數組來構造仿真鏈表,方法是在數祖中增加一個(或兩個)
int
類型的變量域,這些變量用來表示后一個或前一個元素在數組中的下標,這就是仿真鏈表,其應用不是很多,這里就不多介紹,有興趣的同學可以研究,下一講:堆棧和隊列!
(注:本文作者,EasyJF開源團隊 天意,轉載請保留作者聲明!)