Java语言中的链表和双向链表的实现方法-技术开发专区

Java语言中的链表和双向链表的实现方法

作者：来自ITPUB论坛编辑： cynthia 2008-01-02 00:00

　　【IT168 技术文档】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。

　　程序代码：

　　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。

　　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：

　　package cn.javatx;
　　import java.io.IOException;
　　/**
　　* @author ljfan
　　*
　　*/
　　public class List {
　　private Node Head = null;
　　private Node Tail = null;
　　private Node Pointer = null;
　　private int Length = 0;
　　public void deleteAll() {
　　Head = null;
　　Tail = null;
　　Pointer = null;
　　Length = 0;
　　}
　　public void reset() {
　　Pointer = null;
　　}
　　public boolean isEmpty() {
　　return (Length == 0);
　　}
　　public boolean isEnd() {
　　if (Length == 0)
　　throw new java.lang.NullPointerException();
　　else if (Length == 1)
　　return true;
　　else
　　return (cursor() == Tail);
　　}
　　public Object nextNode() {
　　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() {
　　Node temp = cursor();
　　return temp.data;
　　}
　　public void insert(Object d) {
　　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() {
　　return (Length);
　　}
　　public Object remove() {
　　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() {
　　if (Head == null)
　　throw new java.lang.NullPointerException();
　　else if (Pointer == null)
　　return Head;
　　else
　　return Pointer.next;
　　}
　　public static void main(String[] args) {
　　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.out.println("You can press return to quitn");
　　try {
　　System.in.read();
　　} catch (IOException e) {
　　}
　　}
　　}
　　class Node {
　　Object data;
　　Node next;
　　Node(Object d) {
　　data = d;
　　next = null;
　　}
　　}

　　当然，双向链表基本操作的实现略有不同。链表和双向链表的实现方法，也可以用在堆栈和队列的实现中，这里就不再多写了，有兴趣的读者可以将List类的代码稍加改动即可。

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