Java语言中链表和双向链表的实现-Java基础-Java-编程开发

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;
}
}