链表结构
典型的链表结构，包括如下内容：
1. 数据部分，保存的是该结点的实际数据。
2. 地址部分，保存的是下一个结点的地址。
链表结构就是由许多这种结点构成的。在进行链表操作时，首先需定义一个“头引用”变量（一般以head表示），该引用变量指向链表结构的第一个结点，第一个结点的地址部分又指向第二个结点……直到最后一个结点。最后一个结点不再指向其他结点，称为“表尾”，一般在表尾的地址部分放一个空地址null，链表到此结束。
链式存储是最常用的存储方式之一，它不仅可用来表示线性表，而且可用来表示各种非线性的数据结构。链表结构还可以细分为如下几类：
1. 单链表：同上面的链式结构一样，每个结点只包含一个引用。
2. 双向链表：若每个结点包含两个引用，一个指向下一个结点，另一个指向上一个结点，这就是双向链表。
3. 单循环链表：在单链表中，将终端结点的引用域null改为指向表头结点或开始结点即可构成单循环链表。
4. 多重链的循环链表：如果表中结点链在多个环上，将构成多重链的循环链表。
准备数据
准备在 链表操作中需要用到的变量及类。
class DATA{
String key; // 结点的关键字
String name;
int age;
}
/*
* 定义链表结构
* Chain-type storage structure
*/
class CLType{
DATA nodeData = new DATA();
CLType nextNode;
}上述代码定义了链表数据元素的类DATA及链表的类CLType。结点的具体数据保存在一个类DATA中，而引用nextNode用来指向下一个结点。
其实可以认为该链表是一个班级学生的记录，和上面顺序表所完成的工作类似。
追加结点
追加结点即在链表末尾增加一个结点。表尾结点的地址部分原来保存的是空地址null，此时需要将其设置为新增加结点的地址（即原表尾结点指向新增结点），然后将新增结点的地址部分设置为空地址null，即新增节点成为表尾
由于一般情况下，链表只有一个头引用head，要在末尾添加结点就需要从头引用head开始逐个检查，直到找到最后一个结点（即表尾）。
CLType CLAddEnd(CLType head, DATA nodeData){
CLType node,htemp;
if((node=new CLType())==null){
System.out.println("申请内存失败!\n");
return null;
}else{
node.nodeData = nodeData; // 在新申请的结点中保存数据
node.nextNode = null; // 设置结点引用为空，即为表尾
if(head == null){ // 当head为空时，加入的新结点即为头引用
head = node;
return head;
}
htemp = head;
while(htemp.nextNode != null){ // 查找链表的末尾
htemp = htemp.nextNode;
}
htemp.nextNode = node; // 在链表的末尾插入该结点
return head; // 返回指代整个链表的头引用
}
}在上述代码中，输入参数head为链表头引用，输入参数nodeData为结点保存的数据。程序中，使用new关键字申请保存结点数据的内存空间，如果分配内存成功，node中将保存指向该内存区域的引用。然后，将传入的nodeData保存到申请的内存区域，并设置该结点指向下一结点的引用值为null，最后将该结点链接到链表的末尾。
插入头结点
插入头结点即在链表的首部添加结点的过程。
步骤如下：
1. 分配内存空间，保存新增的结点。
2. 使新增结点指向头引用head所指向的结点。
3. 使头引用head指向新增结点。
CLType CLAddFirst(CLType head, DATA nodeData){
CLType node;
if((node = new CLType())==null){
System.out.println("申请内存失败!\n");
return null;
}else{
node.nodeData = nodeData; // 保存数据
node.nextNode = head; // 新加入的头结点的nextNode指向头引用所指的结点
head = node; // 头引用指向新节点
return head;
}
}查找结点
通过关键字进行查询。
CLType CLFindNode(CLType head, String key){
CLType htemp;
htemp = head;
while(htemp!=null){ // 循环遍历，寻找关键字匹配的结点
if(htemp.nodeData.key.compareTo(key)==0){
return htemp;
}
htemp = htemp.nextNode;
}
return null;
}在上述代码中，输入参数head为链表的头引用，输入参数key是用来在链表中进行查找结点的关键字。程序中，首先从链表头引用开始，对结点进行逐个比较，直到查找到。找到关键字相同的结点后，返回该结点的引用，方便调用程序处理。
插入结点
插入结点就是在链表中间部分的指定位置增加一个结点。插入结点的操作步骤如下：
1. 分配内存空间，保存新增的结点。
2. 找到要插入的逻辑位置，也就是那两个结点之间。
3. 使新增节点指向原插入位置所指向的结点，并修改插入位置结点的引用，使其指向新增结点。
CLType CLInsertNode(CLType head, String findKey, DATA nodeData){ // 插入关键字结点
CLType node, nodetemp;
if((node = new CLType())==null){
System.out.println("申请内存失败!\n");
return null;
}
node.nodeData = nodeData;
nodetemp = CLFindNode(head, findKey); // 获取插入位置关键字所指代的结点
if(nodetemp == null){
System.out.println("未找到正确的插入位置!\n");
}else{
node.nextNode = nodetemp.nextNode; // 新插入的节点的nextNode指向关键字结点的下一结点
nodetemp.nextNode = node; // 设置关键结点指向新插入结点
}
return head;
}删除结点
删除结点就是将链表中的某个结点数据删除。删除结点的操作步骤如下：
1. 查找需要删除的结点。
2. 使前一结点指向当前结点的下一结点。
3. 删除结点。
int CLDeleteNode(CLType head, String key){ // 删除关键字结点
CLType htemp,tempnode;
if(head == null){
return 0;
}
htemp = head;
tempnode = head;
while(htemp != null){
if(htemp.nodeData.key.compareTo(key)==0){ // 遍历查找
tempnode.nextNode = htemp.nextNode; // 当前结点的引用指向下一个结点的引用，以此删除htemp结点
return 1;
}
tempnode = htemp; // 保存当前结点
htemp = htemp.nextNode; // 指向下一个结点
}
return 0;
}注意，此时被删除结点仍然保存在内存中，接着执行赋值null操作，用来释放被删除节点所占用的内存空间。
计算链表长度
统计链表结构中结点的数量，由于链表结构在物理上不是连续存储的，因此，需要遍历整个链表来对结点数量进行累加。
int CLLength(CLType head){ //返回结点总数
CLType htemp;
int len = 0;
htemp = head;
while(htemp!=null){ // 循环遍历累计总结点数
len++;
htemp=htemp.nextNode;
}
return len;
}程序中通过while循环来遍历整个链表，从而累加数量并返回。
显示所有结点
void CLAllNode(CLType head){ // 遍历链表输出所有数据
CLType htemp;
htemp = head;
System.out.printf("\n当前链表共有%d个结点。链表所有数据如下：\n",CLLength(head));
while(htemp != null){
System.out.printf("结点(%s,%s,%d)\n",htemp.nodeData.key, htemp.nodeData.name, htemp.nodeData.age);
htemp = htemp.nextNode;
}
}链表操作实例
package dataStructure.linkedList;
import java.util.Scanner;
class DATA{
String key; // 结点的关键字
String name;
int age;
}
/*
* 定义链表结构
* Chain-type storage structure
*/
class CLType{
DATA nodeData = new DATA();
CLType nextNode;
CLType CLAddEnd(CLType head, DATA nodeData){
CLType node,htemp;
if((node=new CLType())==null){
System.out.println("申请内存失败!\n");
return null;
}else{
node.nodeData = nodeData; // 在新申请的结点中保存数据
node.nextNode = null; // 设置结点引用为空，即为表尾
if(head == null){ // 当head为空时，加入的新结点即为头引用
head = node;
return head;
}
htemp = head;
while(htemp.nextNode != null){ // 查找链表的末尾
htemp = htemp.nextNode;
}
htemp.nextNode = node; // 在链表的末尾插入该结点
return head; // 返回指代整个链表的头引用
}
}
CLType CLAddFirst(CLType head, DATA nodeData){
CLType node;
if((node = new CLType())==null){
System.out.println("申请内存失败!\n");
return null;
}else{
node.nodeData = nodeData; // 保存数据
node.nextNode = head; // 新加入的头结点的nextNode指向头引用所指的结点
head = node; // 头引用指向新节点
return head;
}
}
CLType CLFindNode(CLType head, String key){
CLType htemp;
htemp = head;
while(htemp!=null){ // 循环遍历，寻找关键字匹配的结点
if(htemp.nodeData.key.compareTo(key)==0){
return htemp;
}
htemp = htemp.nextNode;
}
return null;
}
CLType CLInsertNode(CLType head, String findKey, DATA nodeData){ // 插入关键字结点
CLType node, nodetemp;
if((node = new CLType())==null){
System.out.println("申请内存失败!\n");
return null;
}
node.nodeData = nodeData;
nodetemp = CLFindNode(head, findKey); // 获取插入位置关键字所指代的结点
if(nodetemp == null){
System.out.println("未找到正确的插入位置!\n");
}else{
node.nextNode = nodetemp.nextNode; // 新插入的节点的nextNode指向关键字结点的下一结点
nodetemp.nextNode = node; // 设置关键结点指向新插入结点
}
return head;
}
int CLDeleteNode(CLType head, String key){ // 删除关键字结点
CLType htemp,tempnode;
if(head == null){
return 0;
}
htemp = head;
tempnode = head;
while(htemp != null){
if(htemp.nodeData.key.compareTo(key)==0){ // 遍历查找
tempnode.nextNode = htemp.nextNode; // 当前结点的引用指向下一个结点的引用，以此删除htemp结点
return 1;
}
tempnode = htemp; // 保存当前结点
htemp = htemp.nextNode; // 指向下一个结点
}
return 0;
}
int CLLength(CLType head){ //返回结点总数
CLType htemp;
int len = 0;
htemp = head;
while(htemp!=null){ // 循环遍历累计总结点数
len++;
htemp=htemp.nextNode;
}
return len;
}
void CLAllNode(CLType head){ // 遍历链表输出所有数据
CLType htemp;
htemp = head;
System.out.printf("\n当前链表共有%d个结点。链表所有数据如下：\n",CLLength(head));
while(htemp != null){
System.out.printf("结点(%s,%s,%d)\n",htemp.nodeData.key, htemp.nodeData.name, htemp.nodeData.age);
htemp = htemp.nextNode;
}
}
}
/**
* 测试用例
* @author elon@elon33.com
*
*/
public class LinkedList {
public static void main(String[] args) {
CLType node,head=null;
CLType CL = new CLType();
String key,findkey;
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("链表测试:\n先输入链表中的数据，格式为：关键字 姓名 年龄 (键入0则结束)");
do{
DATA nodeData = new DATA(); // 构造新结点
nodeData.key = input.next();
if(nodeData.key.equals("0")){
break;
}else{
nodeData.name = input.next();
nodeData.age = input.nextInt();
head = CL.CLAddEnd(head, nodeData);
}
}while(true);
CL.CLAllNode(head); // 遍历所有结点
System.out.printf("\n演示插入结点，输入插入位置的关键字：");
findkey = input.next();
System.out.printf("\n输入插入结点的数据(关键字 姓名 年龄)");
DATA nodeData = new DATA(); // 构造新结点
nodeData.key = input.next();
nodeData.name = input.next();
nodeData.age = input.nextInt();
head = CL.CLInsertNode(head, findkey, nodeData);
CL.CLAllNode(head);
System.out.printf("\n演示删除结点，输入要删除的关键字：");
key=input.next();
int result = CL.CLDeleteNode(head, key);
System.out.println(result==1?"删除结点成功":"删除结点失败");
CL.CLAllNode(head);
System.out.printf("\n演示在链表中查找，输入查找关键字：");
key = input.next();
node = CL.CLFindNode(head, key);
if(node!=null){
nodeData = node.nodeData;
System.out.printf("关键字%s 对应的结点为(%s,%s,%d)\n",key,nodeData.key,nodeData.name,nodeData.age);
}else{
System.out.printf("在链表中未查找到关键字为%s的结点!\n",key);
}
}
}
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