数据结构--链表
下面整理數據結構中的鏈表（主要是用java寫的代碼）
一、什么是鏈表
1、首先理解鏈表的節點概念
個人理解：鏈表節點，包含一個數據和一個內存地址，內存地址指向下一個同樣類型的鏈表節點，這樣說有種繞起來了像遞歸的感覺（不過鏈表和遞歸還是有點類似的：自己指向自己，不斷積累），具體可以看下圖：
ok,上圖也差不多表現了鏈表節點的一個抽象結構了，而具體的代碼表示也很簡單：數據+引用即可:下面以int為說明例子
public class LinkSingleIntNode {
public int data = 0;
public LinkSingleIntNode next = null;
public LinkSingleIntNode(){
}
public LinkSingleIntNode(int data){
this.data = data;
}
}
2、鏈表
上面的圖也說明了鏈表的具體結構了，這里不累贅；其實鏈表就是各個節點連接起來的結果集，通常會存儲一個手節點的內存地址作為鏈表的具體引用，所以，鏈表的構造可以參考一下代碼：
public class LinkSingleInt {
public static void main(String[] args) throws SecurityException, IllegalArgumentException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
// TODO Auto-generated method stub
//隨機生成十個數進行測試
LinkSingleInt link = new LinkSingleInt();
LinkSingleIntNode node = null;
int length = 10;
for(int i = 0;i<length;i++){
link.addNode(new LinkSingleIntNode((int)(Math.random() * 10)));
}
//遍歷
ArrayList<Integer> list = link.findAll();
int test;
}
//鏈表長度
public int size = 0;
public LinkSingleIntNode linkHead = null;
public LinkSingleIntNode linkTail = null;
//構造函數
public LinkSingleInt(){
linkHead = new LinkSingleIntNode();
linkTail = linkHead;
}
//增加節點
public boolean addNode(LinkSingleIntNode node){
boolean rtn = false;
linkTail.next = node;
linkTail = node;
size++;
rtn = true;
return rtn;
}
}
這個是簡單版的鏈表實現，通常來說，為了提高每個方法操作鏈表的平均運行時間（即用內存換區時間），會將一些必要數據存儲在鏈表類中：例如本例中的size變量存儲了鏈表的長度。具體的設計其實還需要參考業務需求。
3、鏈表的刪除操作示意圖
具體實現方式看代碼：
//刪除節點（這里是針對雙向鏈表的來實現）
public boolean deleteNode(LinkSingleIntNode node){
//判斷是否為null
if(node==null){
//可以在檢測到null的時候拋出異常
throw new RuntimeException("失敗，node參數為null");
}
if(node.equals(linkHead)){
//首節點，直接刪除
linkHead = node.next;
node.next=null;
size--;//改變鏈表長度
return true;
}
//判斷是否是最后一個節點，如果是，相應的改變tail的值（這里我的實現類存儲了tail的值，所以要改變尾端的值）
if(node.equals(linkTail)){
linkTail = node.prev;
node = null;
size--;//改變鏈表長度
return true;
}
//其他情形直接刪除
LinkSingleIntNode nodePrev = node.prev;//同理，存儲刪除節點的上一個節點
nodePrev.next = node.next;
node=null;
size--;
return true;
}
4、鏈表的增加操作
鏈表的增加操作從直觀上來說也挺簡單的，和刪除操作類似，具體就不上圖啦，看代碼吧
//增加節點（直接鏈表末增加，默認）
public boolean addNode(LinkSingleIntNode node){
boolean rtn = false;
linkTail.next = node;
linkTail = node;
size++;
rtn = true;
return rtn;
}
//在中間某個元素之后增加
public boolean addNodeAfterAnyNode(LinkSingleIntNode nodeAdd,LinkSingleIntNode nodeAny){
//先存儲標記節點的后一個節點以及前一個節點
if(nodeAny==null){
throw new RuntimeException("錯誤，nodeAdd為null");
}
if(nodeAny.next==null){
return addNode(nodeAdd);//如果是最后一個元素直接調用默認的add方法
}
LinkSingleIntNode nodeBetw = nodeAny.next;
nodeAny.next = nodeAdd;
nodeAdd.next = nodeBetw;
return true;
}
下面貼上完整版的鏈表類（擴展其他方法，代碼太長不想看直接跳過啦，畢竟，這種沒什么技術含量的代碼貼上來只是為了博客文章的完整性 而已，其實對理解鏈表并沒有什么卵用處）
public class LinkSingleInt {
public static void main(String[] args) throws SecurityException, IllegalArgumentException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
// TODO Auto-generated method stub
//隨機生成十個數進行測試
LinkSingleInt link = new LinkSingleInt();
LinkSingleIntNode node = null;
int length = 10;
for(int i = 0;i<length;i++){
link.addNode(new LinkSingleIntNode((int)(Math.random() * 10)));
}
//遍歷
ArrayList<Integer> list = link.findAll();
int test;
}
//鏈表長度
public int size = 0;
public LinkSingleIntNode linkHead = null;
public LinkSingleIntNode linkTail = null;
//構造函數
public LinkSingleInt(){
linkHead = new LinkSingleIntNode();
linkTail = linkHead;
}
//增加節點
public boolean addNode(LinkSingleIntNode node){
boolean rtn = false;
linkTail.next = node;
linkTail = node;
size++;
rtn = true;
return rtn;
}
//刪除節點（待定）
public boolean deleteNode(LinkSingleIntNode node){
boolean rtn = false;
LinkSingleIntNode nodeBetw = linkHead.next;
LinkSingleIntNode nodePrev = linkHead;
while(nodeBetw!=null){
if(nodeBetw.equals(node)){
//判斷是否是最后一個節點，如果是，相應的改變tail的值
if(nodeBetw.equals(linkTail)){
linkTail = nodePrev;
}else{
nodeBetw = nodeBetw.next;
}
size--;
rtn = true;
break;
}else{
nodePrev = nodeBetw;
nodeBetw = nodeBetw.next;
}
}
return rtn;
}
//判斷某個節點是否在鏈表中
public boolean judgeNode(LinkSingleIntNode node){
boolean rtn = false;
LinkSingleIntNode nodeJudge = linkHead;
while(nodeJudge!=null){
if(nodeJudge.equals(linkHead.next)){
rtn = true;
break;
}else{
linkHead = linkHead.next;
}
}
return rtn;
}
//遍歷
public ArrayList<Integer> findAll(){
ArrayList<Integer> rtn = new ArrayList<Integer>();
LinkSingleIntNode nodeJudge = linkHead.next;
while(nodeJudge!=null){
rtn.add(nodeJudge.data);
nodeJudge = nodeJudge.next;
}
return rtn;
}
}
View Code
二、鏈表的種類
1、單向鏈表：字面就可以理解：鏈表的操作只能沿一個方向進行。不多解釋
2、雙向量表。可前可后遍歷，其實就是在鏈表節點中新增多一個指針變量，將該指針指向上一個元素，可以方便鏈表操作，但是空間存儲變大，典型的空間換時間類型擴展。還是上個丑圖
好吧，可能你會說圖有點丑（別在意這些細節好吧），雙向指針只是多了個回指引用，指向了上一個對象。
恩，還是廢話不多說，上坨代碼直接點吧
//好吧，我承認這個類名取得有點歧義，其實double不是double類型，他表示雙個的意思（英語不好怪我咯）
public class LinkDoubleIntNode {
public int data = 0;
public LinkDoubleIntNode next = null;
public LinkDoubleIntNode prev = null;//雙向鏈表和單項鏈表并沒有什么卵本質區別，不過多了一個指向上一個節點的引用罷了
public LinkDoubleIntNode(){
}
public LinkDoubleIntNode(int data){
this.data = data;
}
}
3、還有種鏈表，叫做環裝鏈表，其實就是最后節點的引用指針指向首位而已，不過這種鏈表，感覺好像挺少用的，畢竟環狀和非環裝也沒什么本質區別。具體代代碼什么的就不上了，上個小丑圖吧
4、好像貌似還有什么三指向的鏈表，omg,太難了，其實在我看來過于復雜的鏈表結構一般不會常用（可能這個時候已經不叫鏈表了，已經是類似于樹或者圖了，好吧，話有點多了）
三、鏈表特點
1、鏈表VS數組：鏈表其實是一種非常基本的數據結構，它具有的特點是：插入刪除快，而且，他的長度是可變的，但是要找某個元素的時候就必須遍歷整個鏈表了。數組其實是反過來，長度定死，找數據塊， 額，好像插數據和刪數據也挺快的（看從哪個角度看待吧，如果說每次數據改變都要調整數組使得它緊湊的話其實是很低效的）
2、作用范圍。有上面的鏈表特點，我們估計也能猜到鏈表一般會用到哪了吧：插入修改刪除的操作遠遠大于查詢操作的時候考慮該使用數據結構。
總結
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