刚接触的链表简单程序

Code:
  1. class Link{   
  2.     class Node{   
  3.         private String name ;   // 保存节点的名字   
  4.         private Node next ;     // 保存下一个节点   
  5.         public Node(String name){   
  6.             this.name = name ;   
  7.         }   
  8.         public String getName(){   
  9.             return this.name ;   
  10.         }   
  11.         public void addNode(Node newNode){   
  12.             if(this.next==null){    // 后面没有东西   
  13.                 this.next = newNode ;   
  14.             }else{   
  15.                 this.next.addNode(newNode) ;    // 向下继续查   
  16.             }   
  17.         }   
  18.         public void printNode(){   
  19.             System.out.print(this.name + " --> " ) ;   
  20.             if(this.next!=null){   
  21.                 this.next.printNode() ; // 向下继续列出   
  22.             }   
  23.         }   
  24.         public boolean searchNode(String name){   
  25.             if(this.name.equals(name)){   
  26.                 return true ;   
  27.             }else{   
  28.                 if(this.next!=null){   
  29.                     return this.next.searchNode(name) ;   
  30.                 }else{   
  31.                     return false ;   
  32.                 }   
  33.             }   
  34.         }   
  35.         public void deleteNode(Node preNode,String name){   
  36.             if(this.name.equals(name)){   
  37.                 preNode.next = this.next ;   
  38.             }else{   
  39.                 this.next.deleteNode(this,name) ;   
  40.             }   
  41.         }   
  42.     };   
  43.     private Node root ; // 要定义出根节点   
  44.     public void add(String name){   
  45.         Node newNode = new Node(name) ;   
  46.         if(this.root==null){    // 没有根节点,则把第一个作为根节点   
  47.             this.root = newNode ;   
  48.         }else{   
  49.             this.root.addNode(newNode) ;   
  50.         }   
  51.     }   
  52.     public void print(){   
  53.         if(this.root!=null){   
  54.             this.root.printNode() ;   
  55.         }   
  56.     }   
  57.     public boolean search(String name){ // 指定查找的名字   
  58.         if(this.root!=null){   
  59.             return this.root.searchNode(name) ;   
  60.         }else{   
  61.             return false ;   
  62.         }   
  63.     }   
  64.     public void delete(String name){   
  65.         if(this.search(name)){  // 判断此节点是否存在   
  66.             if(this.root.name.equals(name)){   
  67.                 if(this.root.next!=null){   
  68.                     this.root = this.root.next ;    // 改变根节点   
  69.                 }else{   
  70.                     this.root = null ;  // 取消   
  71.                 }   
  72.             }else{   
  73.                 if(this.root.next!=null){   
  74.                     this.root.next.deleteNode(root,name) ;   
  75.                 }   
  76.             }   
  77.         }   
  78.     }   
  79. };   
  80. public class LinkDemo03{   
  81.     public static void main(String args[]){   
  82.         Link link = new Link() ;   
  83.         link.add("根节点") ;   
  84.         link.add("第一节点") ;   
  85.         link.add("第二节点") ;   
  86.         link.add("第三节点") ;   
  87.         link.add("第四节点") ;   
  88.         link.add("第五节点") ;   
  89.         link.print() ;   
  90.         System.out.println() ;   
  91.         // System.out.println(link.search("第x节点")) ;   
  92.         link.delete("第四节点") ;   
  93.     //  link.delete("根节点") ;   
  94.         link.print() ;   
  95.     }   
  96. };  

虽然现在看的还是模模糊糊,程序本身涉及的内容有内部类和this关键字,好好参悟....O(∩_∩)O~

<think>好的,我需要详细解释用户提供的链表实现代码。用户可能接触数据结构,需要理解每个部分的功能和实现细节。首先,我应该分解代码结构,逐步讲解每个类和方法的用途。 首先看链表的节点结构Node,包含数据和next指针,构造函数初始化。这部分需要解释节点的作用,如何构成链表的元素。 然后是LinkedList类,私有成员head指针,构造函数初始化头节点。需要说明头指针的作用,以及链表的基本结构。 接下来是插入方法:insertHead头插法,这里要说明时间复杂度O(1),如何创建新节点,调整指针指向。用户可能对指针操作不太熟悉,需要详细解释。 insert方法在指定位置插入,这里使用了dummy节点,可能用户会问为什么需要dummy节点。需要解释dummy节点的作用,即简化头节点处理的边界情况,避免单独处理头插。遍历过程需要说明如何找到插入位置,然后调整指针。 删除操作remove,同样使用dummy节点,遍历查找目标值,删除节点并调整指针。需要说明为什么删除需要dummy,以及如何处理内存释放,避免内存泄漏。 display方法遍历链表并输出数据,这部分相对简单,但需要强调遍历的顺序和结束条件。 用户可能对时间复杂度不太理解,需要指出各操作的时间复杂度,并比较顺序表和链表的差异。此外,代码中的一些细节,比如循环条件、指针操作,需要逐一解释,确保用户理解每个步骤的作用。 可能的问题点:dummy节点的使用是否必要?这里代码中的insert和remove方法都创建了dummy节点,并在操作后更新head,然后删除dummy。这样的实现是否正确?需要检查是否有内存泄漏,比如在insert中创建了dummy,操作后head被更新,然后删除dummy,但此时dummy的next可能已经被接入链表,是否正确?例如,在insert方法中,当插入到第一个位置时,dummy的next是原head,插入新节点后,head被更新为dummy->next,而dummy被删除。这时dummy节点的删除是否会影响链表结构?可能这里存在逻辑错误,因为dummy节点被删除,但新节点已经接入链表,但dummy本身是一个临时节点,可能没有问题,但需要确认代码的正确性。 同样在remove方法中,删除dummy节点前,将head设置为dummy->next,然后删除dummy节点。这时原链表的头节点是否被正确保留?需要仔细检查代码逻辑,避免出现悬空指针或内存泄漏。 此外,用户可能对STL中的list和vector的使用建议感兴趣,可以进一步说明标准库的优势,比如自动内存管理、迭代器支持等。 总结来说,需要分步骤详细解释链表实现的各个部分,指出关键点,同时检查代码中的潜在问题,确保解释准确无误,帮助用户深入理解链表的工作原理和实现细节。</think>以下是针对提供的链表实现程序的详细解析: --- ### **一、程序结构解析** #### **1. 节点类 `Node`** ```cpp struct Node { int data; // 数据域 Node* next; // 指针域 Node(int val) : data(val), next(nullptr) {} // 构造函数 }; ``` - **功能**:定义链表的单个节点结构。 - **关键点**: - `data`:存储节点值(示例中为`int`,实际可替换为任意类型)。 - `next`:指向下一个节点的指针。 - **构造函数**:初始化节点值并将指针置空(`nullptr`)。 --- #### **2. 链表类 `LinkedList`** ```cpp class LinkedList { private: Node* head; // 头指针(指向第一个节点) public: LinkedList() : head(nullptr) {} // 初始化空链表 // 成员函数... }; ``` - **核心成员**: - `head`:头指针标识链表的起点,空链表时指向`nullptr`。 --- ### **二、成员函数详解** #### **1. 头插法 `insertHead`** ```cpp void insertHead(int value) { Node* newNode = new Node(value); // 创建新节点 newNode->next = head; // 新节点指向原头节点 head = newNode; // 头指针指向新节点 } ``` - **功能**:在链表头部插入新节点。 - **时间复杂度**:$O(1)$ - **操作流程**: 1. 创建新节点 `newNode`。 2. 新节点的 `next` 指向原头节点。 3. 头指针 `head` 更新为 `newNode`。 --- #### **2. 指定位置插入 `insert`** ```cpp bool insert(int index, int value) { if (index < 1) return false; // 索引合法性检查 Node* dummy = new Node(0); // 创建虚拟头节点(简化边界处理) dummy->next = head; // 虚拟节点指向原头节点 Node* cur = dummy; // 当前指针从虚拟节点开始遍历 // 定位到插入位置的前驱节点 for (int i = 0; cur && i < index - 1; ++i) { cur = cur->next; } if (!cur) return false; // 索引越界 // 插入新节点 Node* newNode = new Node(value); newNode->next = cur->next; // 新节点指向原位置节点 cur->next = newNode; // 前驱节点指向新节点 head = dummy->next; // 更新头指针 delete dummy; // 释放虚拟节点 return true; } ``` - **功能**:在指定索引位置插入节点(索引从1开始)。 - **时间复杂度**:$O(n)$ - **关键技巧**: - **虚拟头节点(dummy node)**:统一处理头插和其他位置的插入逻辑,避免单独处理头节点。 - **索引定位**:通过循环找到插入位置的前驱节点。 - **注意事项**: - 索引合法性检查(`index >= 1`)。 - 内存管理:插入完成后需释放虚拟节点。 --- #### **3. 删除节点 `remove`** ```cpp bool remove(int value) { Node* dummy = new Node(0); // 虚拟头节点 dummy->next = head; Node* cur = dummy; while (cur->next) { if (cur->next->data == value) { // 找到目标节点 Node* temp = cur->next; // 临时保存待删除节点 cur->next = temp->next; // 前驱节点跳过目标节点 delete temp; // 释放目标节点内存 head = dummy->next; // 更新头指针 delete dummy; // 释放虚拟节点 return true; } cur = cur->next; } delete dummy; // 未找到时释放虚拟节点 return false; } ``` - **功能**:删除链表中第一个值为 `value` 的节点。 - **时间复杂度**:$O(n)$ - **操作流程**: 1. 使用虚拟头节点简化头节点删除逻辑。 2. 遍历链表查找目标节点的前驱节点。 3. 修改指针跳过目标节点并释放内存。 --- #### **4. 遍历显示 `display`** ```cpp void display() { Node* cur = head; // 从头节点开始遍历 std::cout << "链表内容:"; while (cur) { std::cout << cur->data << " "; cur = cur->next; } std::cout << std::endl; } ``` - **功能**:顺序输出链表所有节点的值。 - **时间复杂度**:$O(n)$ --- ### **三、关键特性总结** | 特性 | 说明 | |---------------------|----------------------------------------------------------------------| | **动态内存分配** | 节点通过 `new` 动态创建,需手动 `delete` 释放内存(避免内存泄漏)。 | | **插入/删除效率** | 头插 $O(1)$,指定位置插入/删除 $O(n)$(需遍历定位)。 | | **内存占用** | 每个节点额外存储指针,空间利用率低于顺序表。 | | **适用场景** | 频繁增删、数据规模动态变化的场景。 | --- ### **四、代码改进建议** 1. **增加析构函数** ```cpp ~LinkedList() { Node* cur = head; while (cur) { Node* temp = cur; cur = cur->next; delete temp; } } ``` - **作用**:防止内存泄漏,自动释放所有节点。 2. **支持尾部插入** 添加 `insertTail` 方法,需遍历到链表末尾后插入。 3. **优化删除逻辑** 当前实现每次删除都会创建虚拟节点,可改为直接操作头指针提高效率。 --- ### **五、与STL的对比** 实际开发中优先使用C++标准库容器: ```cpp #include <list> // 双向链表(支持高效头尾操作) #include <forward_list>// 单向链表(内存更省) ``` - **优势**: - 自动内存管理(无需手动 `new`/`delete`)。 - 提供迭代器、算法支持(如 `std::find`)。 - 更完善的异常安全保证。 --- 通过以上实现和分析,可深入理解链表的核心操作和设计思想。
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