Java语言中链表和双向链表

作者在 2006-10-03 08:16:00 发布以下内容

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

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