java实现单向链表

目录

      • 单向链表示意图:
      • 单向链表实现代码:
      • 测试:
      • 结果:

单向链表示意图:

java实现单向链表_第1张图片

以下是单链表相对于双链表的优缺点。

优点
(1) 只有一个指向下一个节点的指针。
(2) 单向链表增加删除节点简单。遍历时候不会死循环。

缺点
(1) 只能从头到尾遍历。只能找到后继,无法找到前驱,也就是只能前进。

单向链表实现代码:


import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.NoSuchElementException;
import java.util.Spliterator;
import java.util.function.Consumer;

public class SingleLinkedList<T> implements Iterable<T> {

    /**
     * 链表长度
     */
    public int size;
    /**
     * 头节点
     */
    private Node head = null;
    /**
     * 尾节点
     */
    private Node tail = null;


    private class Node {
        public T value;
        public Node nexNode;

        public Node(T value, Node next) {
            this.value = value;
            this.nexNode = next;
        }
    }

    public SingleLinkedList() {
        this.size = 0;
    }

    public SingleLinkedList(T value) {
        this.head = new Node(value, null);
        this.tail = head;
        size++;
    }

    /**
     * 默认插入数据到尾部
     */
    public void add(T value) {
        if (size != 0) {
            Node node = new Node(value, null);
            tail.nexNode = node;
            tail = tail.nexNode;
        } else {
            this.head = new Node(value, null);
            this.tail = head;
        }
        size++;
    }

    /**
     * 插入数据到头部
     */
    public void addToHead(T value) {
        if (size != 0) {
            Node node = new Node(value, head);
            head = node;
        } else {
            this.head = new Node(value, null);
            this.tail = head;
        }
        size++;
    }

    /**
     * 插入数据到尾部
     */
    public void addToTail(T value) {
        add(value);
    }

    /**
     * 根据索引返回其节点的数据
     */
    public T get(int index) {
        return getIndexNode(index).value;
    }

    /**
     * 根据索引位置插入节点
     */
    public void insert(int index, T value) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
        }
        if (index == 0) {
            addToHead(value);
        } else if (index == size - 1) {
            addToTail(value);
        } else {
            Node beforeNode = getIndexNode(index - 1);
            Node afterNode = getIndexNode(index);
            Node insertNode = new Node(value, afterNode);
            beforeNode.nexNode = insertNode;
            size++;
        }
    }

    /**
     * 清空链表
     */
    public void clear() {
        //每一个结点的value和指向的前结点和后结点都置为null,防止内存溢出,有益GC回收
        for (Node x = head; x != null; ) {
            Node next = x.nexNode;
            x.value = null;
            x.nexNode = null;
            x = next;
        }
        // 将底层数组所有元素赋为null
        head = tail = null;
        size = 0;
    }


    /**
     * 删除指定位置的节点
     */
    public void remove(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
        }
        if (index == 0) {
            head.nexNode = null;
            Node afterNode = getIndexNode(index + 1);
        } else if (index == size - 1) {
            Node beforeNode = getIndexNode(index - 1);
            beforeNode.nexNode = null;
        } else {
            Node beforeNode = getIndexNode(index - 1);
            Node afterNode = getIndexNode(index + 1);
            Node removetNode = getIndexNode(index);
            removetNode.nexNode = null;
            beforeNode.nexNode = afterNode;
        }
        size--;
    }

    /**
     * 判断是否包含
     */
    public boolean contains(T value) {
        if (null == value) {
            return false;
        }
        Node currentNode = head;
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (value.equals(currentNode.value)) {
                return true;
            }
            currentNode = currentNode.nexNode;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 根据索引返回其节点
     */
    public Node getIndexNode(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
        }
        //根据index大小来确定从头部查还是尾部查,以增加查询速度
        Node currentNode = head;
        for (int i = 0; i < size && currentNode != null; i++) {
            if (i == index) {
                return currentNode;
            }
            currentNode = currentNode.nexNode;
        }
        return null;
    }

    @Override
    public String toString() {
        String[] array = new String[size];
        Node currentNode = head;
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            array[i] = String.valueOf(currentNode.value);
            currentNode = currentNode.nexNode;
        }
        return Arrays.toString(array);
    }

    //此内部类用于实现迭代器,使得DoublieLinkedList能够通过Iterator来遍历
    class SingleLinkedListIterator implements Iterator<T> {
        Node cuerrentNode;

        public SingleLinkedListIterator(Node head) {
            if (head == null) {
                throw new NullPointerException();
            }
            cuerrentNode = head;
        }

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return cuerrentNode != null;
        }

        @Override
        public T next() {
            if (cuerrentNode == null) {
                throw new NoSuchElementException();
            }
            Node node = cuerrentNode;
            cuerrentNode = node.nexNode;
            return node.value;
        }
    }

    @Override
    public Iterator<T> iterator() {
        return new SingleLinkedListIterator(head);
    }

    @Override
    public void forEach(Consumer<? super T> action) {
        Iterable.super.forEach(action);
    }

    @Override
    public Spliterator<T> spliterator() {
        return Iterable.super.spliterator();
    }
}


测试:

       SingleLinkedList<Integer> d = new SingleLinkedList<>();
        d.add(1);
        d.add(2);
        d.add(3);
        d.add(4);
        d.add(5);
        d.add(6);

        //指定位置插入
        d.insert(2, 222);
        //头部插入
        d.addToHead(111);
        //尾部插入
        d.addToTail(999);
        System.out.println("链表:" + d.toString());

        //获取大小
        System.out.println("链表长度:" + d.size);
        //判断是否包含
        System.out.println("判断是否包含222:" + d.contains(222));
        //获取指定位置的元素
        System.out.println("获取index是3的列表元素:" + d.get(3));

        //删除指定位置的数据
        d.remove(3);
        System.out.println("删除index是3后的链表:" + d.toString());
        System.out.println("链表长度:" + d.size);

        System.out.println("遍历链表:");
        for (Integer v : d) {
            System.out.println(v);
        }
        //清空链表
        d.clear();
        System.out.println("清空链表后长度:" + d.size);

结果:

链表:[111, 1, 2, 222, 3, 4, 5, 6, 999]
链表长度:9
判断是否包含222true
获取index是3的列表元素:222
删除index是3后的链表:[111, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 999]
链表长度:8
遍历链表:
111
1
2
3
4
5
6
999
清空链表后长度:0

你可能感兴趣的