(转) java 链表

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本文介绍如何使用Java语言实现链表数据结构，包括单向链表和双向链表的节点定义及链表的基本操作，如插入、删除等。

链表是一种重要的数据结构，在程序设计中占有很重要的地位。C语言和C＋＋语言中是用指针来实现链表结构的，由于Java语言不提供指针，所以有人认为在Java语言中不能实现链表，其实不然，Java语言比C和C＋＋更容易实现链表结构。Java语言中的对象引用实际上是一个指针（本文中的指针均为概念上的意义，而非语言提供的数据类型），所以我们可以编写这样的类来实现链表中的结点。

　　class Node
　　{
　　Object data;
　　Node next;//指向下一个结点
　　}

　　将数据域定义成Object类是因为Object类是广义超类，任何类对象都可以给其赋值，增加了代码的通用性。为了使链表可以被访问还需要定义一个表头，表头必须包含指向第一个结点的指针和指向当前结点的指针。为了便于在链表尾部增加结点，还可以增加一指向链表尾部的指针，另外还可以用一个域来表示链表的大小，当调用者想得到链表的大小时，不必遍历整个链表。下图是这种链表的示意图：

　　链表的数据结构

　　我们可以用类List来实现链表结构，用变量Head、Tail、Length、Pointer来实现表头。存储当前结点的指针时有一定的技巧，Pointer并非存储指向当前结点的指针，而是存储指向它的前趋结点的指针,当其值为null时表示当前结点是第一个结点。那么为什么要这样做呢？这是因为当删除当前结点后仍需保证剩下的结点构成链表，如果Pointer指向当前结点，则会给操作带来很大困难。那么如何得到当前结点呢，我们定义了一个方法cursor(),返回值是指向当前结点的指针。类List还定义了一些方法来实现对链表的基本操作，通过运用这些基本操作我们可以对链表进行各种操作。例如reset()方法使第一个结点成为当前结点。insert(Object d)方法在当前结点前插入一个结点，并使其成为当前结点。remove()方法删除当前结点同时返回其内容，并使其后继结点成为当前结点，如果删除的是最后一个结点，则第一个结点变为当前结点。

　　链表类List的源代码如下：

　　import java.io.*;
　　public class List
　　{
　　/*用变量来实现表头*/
　　private Node Head=null;
　　private Node Tail=null;
　　private Node Pointer=null;
　　private int Length=0;
　　public void deleteAll()
　　/*清空整个链表*/
　　{
　　Head=null;
　　Tail=null;
　　Pointer=null;
　　Length=0;
　　}
　　public void reset()
　　/*链表复位，使第一个结点成为当前结点*/
　　{
　　Pointer=null;
　　}
　　public boolean isEmpty()
　　/*判断链表是否为空*/
　　{
　　return(Length==0);
　　}
　　public boolean isEnd()
　　/*判断当前结点是否为最后一个结点*/
　　{
　　if(Length==0)
　　　throw new java.lang.NullPointerException();
　　else if(Length==1)
　　　return true;
　　else
　　　return(cursor()==Tail);
　　}
　　public Object nextNode()
　　/*返回当前结点的下一个结点的值，并使其成为当前结点*/
　　{
　　if(Length==1)
　　　throw new java.util.NoSuchElementException();
　　else if(Length==0)
　　　throw new java.lang.NullPointerException();
　　else
　　{
　　　Node temp=cursor();
　　　Pointer=temp;
　　　if(temp!=Tail)
　　　　return(temp.next.data);
　　　else
　　　　throw new java.util.NoSuchElementException();
　　}
　　}
　　public Object currentNode()
　　/*返回当前结点的值*/
　　{
　　Node temp=cursor();
　　return temp.data;
　　}
　　
　　public void insert(Object d)
　　/*在当前结点前插入一个结点，并使其成为当前结点*/
　　{
　　Node e=new Node(d);
　　if(Length==0)
　　{
　　　Tail=e;
　　　Head=e;
　　}
　　else
　　{
　　　Node temp=cursor();
　　　e.next=temp;
　　　if(Pointer==null)
　　　　Head=e;
　　　else
　　　　Pointer.next=e;
　　}
　　Length＋＋;
　　}
　　public int size()
　　/*返回链表的大小*/
　　{
　　return (Length);
　　}
　　public Object remove()
　　/*将当前结点移出链表，下一个结点成为当前结点，如果移出的结点是最后一个结点，则第一个结点成为当前结点*/
　　{
　　Object temp;
　　if(Length==0)
　　　throw new java.util.NoSuchElementException();
　　else if(Length==1)
　　{
　　　temp=Head.data;
　　　deleteAll();
　　}
　　else
　　{
　　　Node cur=cursor();
　　　temp=cur.data;
　　　if(cur==Head)
　　　　Head=cur.next;
　　　else if(cur==Tail)
　　　{
　　　　Pointer.next=null;
　　　　Tail=Pointer;
　　　　reset();
　　　}
　　　else
　　　　Pointer.next=cur.next;
　　　　Length－－;
　　}
　　return temp;
　　}
　　private Node cursor()
　　/*返回当前结点的指针*/
　　{
　　if(Head==null)
　　　throw new java.lang.NullPointerException();
　　else if(Pointer==null)
　　　return Head;
　　else
　　　return Pointer.next;
　　}
　　public static void main(String[] args)
　　/*链表的简单应用举例*/
　　{
　　List a=new List ();
　　for(int i=1;i<=10;i＋＋)
　　　a.insert(new Integer(i));
　　　System.out.println(a.currentNode());
　　　while(!a.isEnd())
　　　　System.out.println(a.nextNode());
　　　　a.reset();
　　　　while(!a.isEnd())
　　　　{
　　　　　a.remove();
　　　　}
　　　　a.remove();
　　　　a.reset();
　　　　if(a.isEmpty())
　　　　　System.out.println("There is no Node in List /n");
　　　　　System.in.println("You can press return to quit/n");
　　　　try
　　　　{
　　　　　System.in.read();
　　　　　//确保用户看清程序运行结果
　　　　}
　　　　catch(IOException e)
　　　　{}
　　　}
　　}
　　class Node
　　/*构成链表的结点定义*/
　　{
　　　Object data;
　　　Node next;
　　　Node(Object d)
　　　{
　　　　data=d;
　　　　next=null;
　　　}
　　}