Java版线性表的链式存储和实现

Java版本线性表的链式存储和实现

　　线性表的链式存储结构是用若干地址分散的存储单元存储数据元素，逻辑上相邻的数据在物理上不一定相邻，因此，必须采用附加信息表示数据元素之间的顺序关系，一个数据元素的存储单元称为结点（Node），

一个结点包含两个部分：结点（数据域，地址域）；

　　每个结点只有一个地址域的线性表叫单链表，单链表结点（data 数据域；next 地址域，指向后继结点）

　　单链表的结点存储空间是在插入和删除过程中动态申请和释放的，不需要预先给单链表分配存储空间，这样就避免了因存储空间不足而需要扩充和复制元素，提高了运行效率。

　　在C/C++语言中，采用指针类型存储地址实现链式存储结构。Java语言不支持指针类型，提供引用方式保存包括地址在内的结构化信息。引用比指针更健壮、更安全。

单链表

1、单链表结点类

Node<T>是自引用的类，它的成员变量next的数据类型是Node<T>类自己。

//单链表结点类，T指定结点元素类型public class Node<T> {public T data;//数据域public Node<T> next;//地址域public Node(T data, Node<T> next) {this.data = data;this.next = next;}public Node() {this(null, null);}public String toString(){return this.data.toString();}}

2、单链表的基本操作

（1）遍历

　　遍历单链表是指从第0个结点开始，沿着结点的next链，依次访问链表中的每个结点，并且每个结点只访问一次。遍历操作不能改变单链表头指针head，因此需声明一个变量p指向当前访问结点。

public void query(Node<T> head) {Node<T> p = head;while (p != null) {System.out.println(p.data.toString() + " ");p = p.next;// 使p指向后继结点}}

（2）插入

　　单链表的插入根据插入的位置不同，分为4种情况，单链表的插入是不需要移动数据元素的，只需要改变结点之间的链接关系。

public void insert(int i, T x) {if (x == null) {throw new NullPointerException("x==null");}// 空表插入if (head == null) {head = new Node<T>(x, null);return;}// 头插入if (head != null) {// Node<T> p = new Node<T>(x, null);// p.next = head;// head = p;// 上面三句合并为下面一句head = new Node<T>(x, head);return;}// 中间插入i位置if (head != null) {Node<T> front = this.head;for (int j = 0; front.next != null && j < i; j++) {front = front.next;}Node<T> p = new Node<T>(x, null);// (1)p.next = front.next;// (2)front.next = p;// (3)// 上面(1)、(2)、(3)这3句可以合并为下面1句// front.next = new Node<T>(x, front.next);}// 尾插入if (head != null) {Node<T> front = this.head;while (front.next != null) {front = front.next;}Node<T> p = new Node<T>(x, null);//(1)front.next = p;//(2)//上面(1)(2)两句可以合并为下面一句//front.next = new Node<T>(x, null);}}

（3）删除

　　删除单链表中指定结点，通过改变结点的next域，就可以改变结点之间链接关系，不需要移动元素。Java的资源回收机制将自动释放不再使用的对象，回收占用的资源。

　　根据删除位置不同，可分为两种情况

public void delete(int i) {Node<T> front = this.head;// 遍历找到需要删除的第i个结点for (int j = 0; front.next != null && j < i; j++) {front = front.next;}if (i >= 0 && front.next != null) {// 删除front的后继，包括头删除,中间/尾删除front.next = front.next.next;}}

3、带头结点的单链表

　　单链表的存储结构通常是带头结点的，在单链表最前增加的一个特殊结点，称为头结点。

单链表的头指针head指向头结点，头结点的next域指向单链表第0个元素结点；空单链表只有一个头结点，head.next==null;遍历链表的起始位置是p = head.next；头插入和头删除不会改变head。

　　头结点的作用：(1)对单链表的插入、删除操作不需要区分操作位置(2)单链表头指针head非空，实现共享单链表