链表是一种复杂的数据结构，其数据之间的相互关系使链表分成三种：单链表、循环链表、双向链表，下面将逐一介绍。链表在数据结构中是基础，也是重要的知识点，这里讲下Java 中链表的实现，
JAVA 链表操作：单链表和双链表
主要讲述几点：
一、链表的简介
二、链表实现原理和必要性
三、单链表示例
四、双链表示例
一、链表的简介
链表是一种比较常用的数据结构，链表虽然保存比较复杂，但是在查询时候比较便捷，在多种计算机语言都相应的应用，链表有多种类别，文章针对单链表和双链表进行分析。链表中数据就像被一个链条串联一起，轻易的可以实现数据的访问。
二、链表实现原理和必要性
这里只分析单链表和双链表。链表的实现过程是有些许复杂的，但是会带来许多好处。比如现在网购时代到来，商家发快递一般会将商品包装在盒子里并写上地址信息，快递公司就可以通过盒子上的信息找到买家，商品完整到达。如果没有盒子的保护，有可能在途中商品受损。而链表就好比那个写了地址信息的盒子，既保护了商品信息，同时又写好了物流信息。链表之中存在一个HEAD节点，类似“火车头”，只要找到相应HEAD节点，就可以对链表进行操作。此次分析中，HEAD节点只是做数据头，不保存有效数据。
单链表的实现原理如图：
双链表实现原理：
三、单链表示例
ICommOperate<T> 接口操作类：
package LinkListTest; import java.util.Map; public interface ICommOperate<T> { public boolean insertNode(T node) ; public boolean insertPosNode(int pos, T node) ; public boolean deleteNode(int pos) ; public boolean updateNode(int pos, Map<String, Object> map) ; public T getNode(int pos, Map<String, Object> map) ; public void printLink() ; }
单链表节点：
package LinkListTest; // 单连表节点 public class SNode { private String data; private SNode nextNode; public SNode() { } public SNode(String data) { this.data = data; this.nextNode = new SNode(); } public String getData() { return data; } public void setData(String data) { this.data = data; } public SNode getNextNode() { return nextNode; } public void setNextNode(SNode nextNode) { this.nextNode = nextNode; } @Override public String toString() { return "SNode [data=" + data + "]"; } }
单链接操作类：
package LinkListTest; import java.util.HashMap; import java.util.Map; public class SingleLinkList implements ICommOperate<SNode>{ private SNode head = new SNode("HEAD") ; // 公共头指针，声明之后不变 private int size = 0 ; public int getSize() { return this.size; } /* * 链表插入，每次往末端插入 * */ @Override public boolean insertNode(SNode node) { boolean flag = false ; SNode current = this.head ; if( this.size==0 ){ // 空链表 this.head.setNextNode(node) ; node.setNextNode(null) ; }else{ // 链表内节点 while( current.getNextNode()!=null ){ current = current.getNextNode() ; } current.setNextNode(node) ; node.setNextNode(null) ; } this.size++ ; flag = true ; return flag; } /* * 插入链表指定位置pos，从1开始,而pos大于size则插入链表末端 * */ @Override public boolean insertPosNode(int pos, SNode node){ boolean flag = true; SNode current = this.head.getNextNode() ; if( this.size==0 ){ // 空链表 this.head.setNextNode(node) ; node.setNextNode(null) ; this.size++ ; }else if( this.size<pos ){ // pos位置大于链表长度，插入末端 insertNode(node) ; }else if( pos>0 && pos<=this.size) { // 链表内节点 // 1、找到要插入pos位置节点和前节点 int find = 0; SNode preNode = this.head; // 前节点 SNode currentNode = current; // 当前节点 while( find<pos-1 && currentNode.getNextNode()!=null ){ preNode = current ; // 前节点后移 currentNode = currentNode.getNextNode() ; // 当前节点后移 find++ ; } // System.out.println(preNode); // System.out.println(currentNode); // 2、插入节点 preNode.setNextNode(node); node.setNextNode(currentNode); this.size++ ; System.out.println("节点已经插入链表中"); }else{ System.out.println("位置信息错误"); flag = false ; } return flag; } /* * 指定链表的节点pos，删除对应节点。方式：找到要删除节点的前后节点，进行删除。从1开始 * */ @Override public boolean deleteNode(int pos) { boolean flag = false; SNode current = this.head.getNextNode() ; if( pos<=0 || pos>this.size || current==null ){ System.out.println("位置信息错误或链表无信息"); }else{ // 1、找到要删除节点的前后节点 int find = 0; SNode preNode = this.head; // 前节点 SNode nextNode = current.getNextNode(); // 后节点 while( find<pos-1 && nextNode.getNextNode()!=null ){ preNode = current ; // 前节点后移 nextNode = nextNode.getNextNode() ; // 后节点后移 find++ ; } // System.out.println(preNode); // System.out.println(nextNode); // 2、删除节点 preNode.setNextNode(nextNode); System.gc(); this.size-- ; flag = true ; } return flag; } /* * 指定链表的节点pos，修改对应节点。 从1开始 * */ @Override public boolean updateNode(int pos, Map<String, Object> map) { boolean flag = false ; SNode node = getNode(pos, map); // 获得相应位置pos的节点 if( node!=null ){ String data = (String) map.get("data") ; node.setData(data); flag = true ; } return flag; } /* * 找到指定链表的节点pos，从1开始 * */ @Override public SNode getNode(int pos, Map<String, Object> map) { SNode current = this.head.getNextNode() ; if( pos<=0 || pos>this.size || current==null ){ System.out.println("位置信息错误或链表不存在"); return null; } int find = 0 ; while( find<pos-1 && current!=null ){ current = current.getNextNode() ; find++ ; } return current; } /* * 打印链表 * */ @Override public void printLink() { int length = this.size ; if( length==0 ){ System.out.println("链表为空！"); return ; } SNode current = this.head.getNextNode() ; int find = 0 ; System.out.println("总共有节点数: " + length +" 个"); while( current!=null ){ System.out.println("第 " + (++find) + " 个节点 ：" + current); current=current.getNextNode() ; } } public static void main(String[] args) { SingleLinkList sll = new SingleLinkList() ; SNode node1 = new SNode("节点1"); SNode node2 = new SNode("节点2"); SNode node3 = new SNode("节点3"); SNode node4 = new SNode("节点4"); SNode node5 = new SNode("节点5"); SNode node6 = new SNode("插入指定位置"); sll.insertPosNode(sll.getSize()+1, node1) ; sll.insertPosNode(sll.getSize()+1, node2) ; sll.insertPosNode(sll.getSize()+1, node3) ; sll.insertPosNode(sll.getSize()+1, node4) ; sll.insertPosNode(sll.getSize()+1, node5) ; // sll.insertNode(node1); // sll.insertNode(node2); // sll.insertNode(node3); // sll.insertNode(node4); // sll.insertNode(node5); System.out.println("*******************输出链表*******************"); sll.printLink(); System.out.println("*******************获得指定链表节点*******************"); int pos = 2 ; System.out.println("获取链表第 "+pos+" 个位置数据 ："+sll.getNode(pos, null)); System.out.println("*******************向链表指定位置插入节点*******************"); int pos1 = 2 ; System.out.println("将数据插入第 "+pos1+" 个节点："); sll.insertPosNode(pos1, node6) ; sll.printLink(); System.out.println("*******************删除链表指定位置节点*******************"); int pos2 = 2 ; System.out.println("删除第 "+pos2+" 个节点："); sll.deleteNode(pos2) ; sll.printLink(); System.out.println("*******************修改链表指定位置节点*******************"); int pos3 = 2 ; System.out.println("修改第 "+pos3+" 个节点："); Map<String, Object> map = new HashMap<>() ; map.put("data", "this is a test") ; sll.updateNode(pos3, map) ; sll.printLink(); } }
四、双链表示例
ICommOperate<T> 接口操作类：
package LinkListTest; import java.util.Map; public interface ICommOperate<T> { public boolean insertNode(T node) ; public boolean insertPosNode(int pos, T node) ; public boolean deleteNode(int pos) ; public boolean updateNode(int pos, Map<String, Object> map) ; public T getNode(int pos, Map<String, Object> map) ; public void printLink() ; }
双链表节点：
package LinkListTest; // 双连表节点 public class DNode { private DNode priorNode; private String data; private DNode nextNode; public DNode(){ } public DNode(String data) { this.priorNode = new DNode() ; this.data = data ; this.nextNode = new DNode() ; } public DNode getPriorNode() { return priorNode; } public void setPriorNode(DNode priorNode) { this.priorNode = priorNode; } public String getData() { return data; } public void setData(String data) { this.data = data; } public DNode getNextNode() { return nextNode; } public void setNextNode(DNode nextNode) { this.nextNode = nextNode; } @Override public String toString() { return "DNode [data=" + data + "]"; } }
双链表实现类：
package LinkListTest; import java.util.HashMap; import java.util.Map; public class DoubleLinkList implements ICommOperate<DNode>{ private DNode head = new DNode("HEAD"); private int size = 0 ; public int getSize() { return this.size; } /* * 链表插入，每次往末端插入 * */ @Override public boolean insertNode(DNode node) { boolean flag = false; DNode current = this.head ; if( this.size==0 ){ // 空链表 this.head.setNextNode(node) ; node.setPriorNode(this.head); node.setNextNode(null) ; }else{ // 链表内节点 while( current.getNextNode()!=null ){ current = current.getNextNode() ; } current.setNextNode(node); node.setNextNode(null); node.setPriorNode(current); } this.size++ ; flag = true ; return flag; } /* * 插入链表指定位置pos，从1开始,而pos大于size则插入链表末端 * */ @Override public boolean insertPosNode(int pos, DNode node) { boolean flag = true; DNode current = this.head.getNextNode() ; if( this.size==0){ // 链表为空 this.head.setNextNode(node) ; node.setNextNode(null) ; node.setPriorNode(this.head); this.size++ ; }else if( pos>this.size ){ // pos位置大于链表长度，插入末端 insertNode(node) ; }else if( pos>0 && pos<=this.size ){ // 链表内节点 // 1、找到要插入位置pos节点，插入pos节点当前位置 int find = 0; while( find<pos-1 && current.getNextNode()!=null ){ current = current.getNextNode() ; find++ ; } // 2、插入节点 if( current.getNextNode()==null ){ // 尾节点 node.setPriorNode(current); node.setNextNode(null); current.setNextNode(node); } else if( current.getNextNode()!=null ) { //中间节点 node.setPriorNode(current.getPriorNode()); node.setNextNode(current); current.getPriorNode().setNextNode(node); current.setPriorNode(node); } this.size++ ; }else{ System.out.println("位置信息错误"); flag = false ; } return flag; } /* * 指定链表的节点pos，删除对应节点，从1开始 * */ @Override public boolean deleteNode(int pos) { boolean flag = false; DNode current = this.head.getNextNode() ; if( pos<=0 || pos>this.size || current==null ){ System.out.println("位置信息错误或链表不存在"); }else{ // 1、找到要删除位置pos节点 int find = 0; while( find<pos-1 && current.getNextNode()!=null ){ current = current.getNextNode() ; find++ ; } // 2、删除节点 if( current.getNextNode()==null ){ // 尾节点 current.getPriorNode().setNextNode(null) ; } else if( current.getNextNode()!=null ) { //中间节点 current.getPriorNode().setNextNode(current.getNextNode()) ; current.getNextNode().setPriorNode(current.getPriorNode()) ; } System.gc(); this.size-- ; flag = true ; } return flag; } /* * 指定链表的节点pos，修改对应节点。 从1开始 * */ @Override public boolean updateNode(int pos, Map<String, Object> map) { boolean flag = false ; DNode node = getNode(pos, map); if( node!=null ){ String data = (String) map.get("data") ; node.setData(data); flag = true ; } return flag; } /* * 找到指定链表的节点pos，从1开始 * */ @Override public DNode getNode(int pos, Map<String, Object> map) { DNode current = this.head.getNextNode() ; if( pos<=0 || pos>this.size || current==null ){ System.out.println("位置信息错误或链表不存在"); return null; } int find = 0 ; while( find<pos-1 && current!=null ){ current = current.getNextNode() ; find++ ; } return current; } /* * 打印链表 * */ @Override public void printLink() { int length = this.size ; if( length==0 ){ System.out.println("链表为空！"); return ; } DNode current = this.head.getNextNode() ; int find = 0 ; System.out.println("总共有节点数: " + length +" 个"); while( current!=null ){ System.out.println("第 " + (++find) + " 个节点 ：" + current); current=current.getNextNode() ; } } public static void main(String[] args) { DoubleLinkList dll = new DoubleLinkList() ; DNode node1 = new DNode("节点1"); DNode node2 = new DNode("节点2"); DNode node3 = new DNode("节点3"); DNode node4 = new DNode("节点4"); DNode node5 = new DNode("节点5"); DNode node6 = new DNode("插入指定位置"); dll.insertPosNode(10, node1) ; dll.insertPosNode(10, node2) ; dll.insertPosNode(10, node3) ; dll.insertPosNode(10, node4) ; dll.insertPosNode(10, node5) ; // dll.insertNode(node1); // dll.insertNode(node2); // dll.insertNode(node3); // dll.insertNode(node4); // dll.insertNode(node5); System.out.println("*******************输出链表*******************"); dll.printLink(); System.out.println("*******************获得指定链表节点*******************"); int pos = 2 ; System.out.println("获取链表第 "+pos+" 个位置数据 ："+dll.getNode(pos, null)); System.out.println("*******************向链表指定位置插入节点*******************"); int pos1 = 2 ; System.out.println("将数据插入第"+pos1+"个节点："); dll.insertPosNode(pos1, node6) ; dll.printLink(); System.out.println("*******************删除链表指定位置节点*******************"); int pos2 = 7 ; System.out.println("删除第"+pos2+"个节点："); dll.deleteNode(pos2) ; dll.printLink(); System.out.println("*******************修改链表指定位置节点*******************"); int pos3 = 2 ; System.out.println("修改第"+pos3+"个节点："); Map<String, Object> map = new HashMap<>() ; map.put("data", "this is a test") ; dll.updateNode(pos3, map) ; dll.printLink(); } }
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