线性表的链式储存结构（java版）
线性表的链式存储结构（java版）
在前面，我们已经讲了线性表的顺序存储结构（java版） ，我们也知道了他的代码实现，在了解之后，我们很容易就能够发现他有一个最大的缺点，就是插入和删除需要移动大量的元素，这显然是很耗费时间的，于是，为了解决这个问题，就出现了链式存储结构。
我学习的时候是看程杰的《大话数据结构》的，同时结合我们的经典教材清华出版社的《数据结构》，但是在学习过程中，我不小心把“插入到第i个位置之后”理解成了“插入到第i个位置”，所以我后面的程序跟书上的范例有些不一样，但是万变不离其宗，它运用的始终是我们的数据结构——线性表的链式存储结构。
由于理解错了课本的一些意思，所以代码显得更复杂了一点点，好吧，言归正传，继续讲我们代码是如何实现的。
第一步，定义一个接口，其实这个接口跟前面顺序存储结构的接口定义是一样的，后面我只是改了下名字和重新更换了包名而已，但这不影响我们的代码：
package com.stucture.list;
/**
* 线性表顺序存储结构的接口
* 指的是用一段地址连续的存储单元一次存储线性表的数据元素
* @ClassName: ISqList
* @author 小学徒
* @date 2013-2-27
*/
public interface IList<T> {
/**
* 获得元素
* @param loc 需要获得的第loc个元素
* @return
*/
public T getElem(int loc);
/**
* 插入元素
* @param loc 元素的插入位置
* @param t 需要插入的元素
* @return 是否成功插入
*/
public boolean insertElem(int loc, T t);
/**
* 删除元素
* @param i 需要删除元素的位置
* @return
*/
public T deleteElem(int i);
}
第二步，定义我们的节点类：
package com.stucture.list.linkList;
/**
* 链表中的结点
* @ClassName: Node
* @author 小学徒
* @date 2013-2-27
*/
public class Node<T> {
private T data; //需要存储的数据信息
private Node<T> next; //后继结点
public T getData() {
return data;
}
public void setData(T data) {
this.data = data;
}
public Node<T> getNext() {
return next;
}
public void setNext(Node<T> next) {
this.next = next;
}
}
第三步，定义我们的链表及其基本操作，代码如下：
package com.stucture.list.linkList;
import com.stucture.list.IList;
/**
* 单链表
* @ClassName: LinkList
* @author 小学徒
* @date 2013-2-27
*/
public class LinkList<T> implements IList<T>{
private Node<T> head; //链表的结点
private int length; //链表的长度
public LinkList(Node<T> head) {
this.head = head;
}
//获取元素
public T getElem(int loc) {
int j = 1; //计数器
Node<T> n = head; //指向第一个结点
while(n != null) { //n不为空时，循环继续寻找第loc个结点
if(j == loc) { //找到第一个元素时返回
return n.getData();
}
n = n.getNext();
j++;
}
return null;
}
//插入元素
public boolean insertElem(int loc, T t) {
if(length + 1 < loc) {
System.out.println("非法插入");
return false;
}
if(head == null && loc == 1) { //当第一次插入的时候
head = new Node<T>(); //第一次使用，必须创建对象
head.setData(t);
length++;
} else if(head != null && loc == 1) { //但不是第一次插入，但是插入的位置是第一个时
Node<T> tempNode = new Node<T>(); //生成一个新的结点
tempNode.setData(t);
tempNode.setNext(head);
head = tempNode; //把头换成新插入的结点
length++;
} else { //当不是第一次插入并且插入的不是第一个时
Node<T> n = this.head;
int j = 1; //计数器
while(n != null && j < loc - 1) {
n = n.getNext();
j++;
}
Node<T> tempNode = new Node<T>(); //生成一个新的结点
tempNode.setData(t);
tempNode.setNext(n.getNext()); //将n的后继结点赋值给新的结点的后继
n.setNext(tempNode);
length++;
}
return true;
}
//删除元素
public T deleteElem(int loc) {
if(head == null || loc > length) {
System.out.println("非法删除");
return null;
}
T old;
if(head != null && loc == 1) {
old = head.getData();
head = head.getNext();
} else {
Node<T> n = this.head;
int j = 1; //计数器
while(n != null && j < loc - 1) {
n = n.getNext();
j++;
}
old = n.getNext().getData();
n.setNext(n.getNext().getNext());
}
length--;
return old;
}
public Node<T> getHead() {
return head;
}
public void setHead(Node<T> head) {
this.head = head;
}
public int getLength() {
return length;
}
public void setLength(int length) {
this.length = length;
}
}
第四步，我们下面就写一个比较完善的代码测试，在下面的代码中，我是通过随机数来生成一些必要的数据来测试的，只要多运行几遍，还是能够测试比较完善的，不过封装的可能有点不太好，如果读者看了以后有什么更好的建议，还希望能够指出，当然因为该链式存储结构和顺序存储结构都是同一个接口的实现，所以测试方法是可以一样的，只是把实现类转换了而已。但是由于时间问题，我就没有去修改了，有兴趣的读者可以自行修改，有问题的可以在此留言共同讨论共同进步，我有空的时候也会更改并上传到博客的，下面继续代码：
package com.stucture.list.linkList;
import java.util.Random;
public class LinkListTest {
final int MAX = 25;
Random r = new Random();
LinkList<Integer> linkList;
public LinkListTest() {
initSeqList();
}
//创建一个线性表顺序存储结构
public void initSeqList() {
linkList = new LinkList<Integer>(null);
int length = Math.abs(r.nextInt(MAX)); //使用Random随机产生一个25左右的值,使用Math.abs()函数来取绝对值
System.out.println("产生的链表长度为 ：" + length);
for (int i = 1; i <= length; i++) { //为生成的链表赋值，同时也测试了插入值的方法
int j =r.nextInt(MAX);
System.out.print(j + " ");
if(!linkList.insertElem(i, j)) {
System.exit(0);
}
}
System.out.println("\n原始链表是 ：");
display(linkList);
}
//测试删除方法
public void deleteElem() {
int i = r.nextInt(MAX);
System.out.println("\n\n删除的位置是：" + i);
Integer deleteNumber = linkList.deleteElem(i);
if( deleteNumber == null) {
System.exit(0);
} else {
System.out.println("删除的元素是 ： " + deleteNumber);
System.out.println("删除元素后链表是 ：");
display(linkList);
}
}
//测试随机插入方法
public void insertByRandom() {
int i = r.nextInt(MAX);
System.out.println("\n\n随机插入位置是 ：" + i);
int elem = r.nextInt(MAX);
System.out.println("随机插入数据是 ：" + elem);
linkList.insertElem(i, elem);
System.out.println("随机插入数据后链表是 ：");
display(linkList);
}
//数据展示
public void display(LinkList<Integer> linkList) {
Node<Integer> node = linkList.getHead();
while(node != null) {
System.out.print(node.getData() + " ");
node = node.getNext();
}
System.out.println("链表的长度为 ：" + linkList.getLength());
}
//获取元素
public void getElem() {
int i = r.nextInt(MAX);
System.out.println("\n获取位置为 ：" + i);
System.out.println("获取到的元素为 : " + linkList.getElem(i));
}
public static void main(String[] args) {
LinkListTest s = new LinkListTest();
s.insertByRandom();
s.deleteElem();
s.getElem();
}
}
运行结果同样我不一一把各种结果列出啦，读者可以自己运行多几遍来进行学习：
产生的链表长度为 ：23 5 19 18 12 6 12 15 19 16 21 13 16 5 4 18 9 9 18 17 13 16 6 17 原始链表是 ： 5 19 18 12 6 12 15 19 16 21 13 16 5 4 18 9 9 18 17 13 16 6 17 链表的长度为 ：23 随机插入位置是 ：24 随机插入数据是 ：0 随机插入数据后链表是 ： 5 19 18 12 6 12 15 19 16 21 13 16 5 4 18 9 9 18 17 13 16 6 17 0 链表的长度为 ：24 删除的位置是：11 删除的元素是 ： 13 删除元素后链表是 ： 5 19 18 12 6 12 15 19 16 21 16 5 4 18 9 9 18 17 13 16 6 17 0 链表的长度为 ：23 获取位置为 ：12 5 19 18 12 6 12 15 19 16 21 16 5 获取到的元素为 : 5