Java链表的基本使用

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

链表是一种根据元素节点逻辑关系排列起来的一种数据结构。利用链表可以保存多个数据，这一点类似于数组的概念，但是数组本身有一个缺点—— 数组的长度固定，不可改变，在长度固定的情况下首选的肯定是数组，但是在现实的开发之中往往要保存的内容长度是不确定的，那么此时就可以利用链表这样的结构来代替数组的使用。

链表是一种最为简单的数据结构，它的主要目的是依靠引用关系来实现多个数据的保存。

下面是定义一个简单的类用来保存节点关系，并将所有节点链接起来。

例子1:

//每一个链表实际上就是由多个节点组成的
class Node { 
       
	private String data; //用于保存数据
	private Node next;   //用于保存下一个节点
	
	public Node(String data){ 
     //每一个Node类对象都必须保存有数据
		  this.data = data ;
	}
	
	public void setNext(Node next){ 
   
		  this.next = next ;
	}
	
	public Node getNext(){ 
   
		  return this.next ;
	}
	
	public String getData(){ 
   
		  return this.data ;
	}
}

public class LinkedList { 
   
	 
	public static void main(String[] args) { 
   
		
		//第一步：准备数据
		Node root = new Node("火车头") ;
		Node n1 = new Node("车厢A") ;
		Node n2 = new Node("车厢B") ;

		// 链接节点
		root.setNext(n1);
		n1.setNext(n2);
		
		//第二步：取出所有数据
		Node currentNode = root ;  //从当前根节点开始读取
		while( currentNode !=  null){ 
   
			System.out.println(currentNode.getData()) ;
			//将下一个节点设置为当前节点s
			currentNode = currentNode.getNext() ;
		}
 }
}

运行：

火车头
车厢A
车厢B

例子2:
在进行链表操作的时候，首先需要的是一个根节点（第一个节点即为根节点），之后每一个节点的引用都保存在上一节点的next属性之中，而在进行输出的时候也应该按照节点的先后顺序，一个一个取得每一个节点所包装的数据。

public class LinkedList { 
   

	public static void main(String[] args) { 
   
	 Link link = new Link() ;
	 link.add("hello");   //增加节点
	 link.add("world");
	 link.add("wwww");
	 link.print();     //打印数据 
	}	
}

//每一个链表实际上就是由多个节点组成的
class Node { 
    
	private String data; // 用于保存数据
	private Node next; // 用于保存下一个节点
	
	public Node(String data) { 
     // 每一个Node类对象都必须保存有响应的数据
		this.data = data;
	}

	public void setNext(Node next) { 
   
		this.next = next;
	}

	public Node getNext() { 
   
		return this.next;
	}

	public String getData() { 
   
		return this.data;
	}

	// 实现节点的添加:
	// 第一次调用（Link）：this代表Link.root
	// 第二次调用（Node）：this代表Link.root.next
	// 第三次调用（Node）：this代表Link.root.next.next
	public void addNode(Node oldNode,Node newNode) { 
   	
		System.out.println("now:"+oldNode);
		if (this.next == null) { 
      // 保存新节点
			this.next = newNode; 
		} else { 
                    // 当前节点后面还有节点 
			this.next.addNode(this.next,newNode);  // 当前节点的下一个节点继续保存,这里采用的是递归添加节点
		}
		System.out.println(oldNode+"=>"+this.next);
	}

	// 第一次调用（Link）：this代表Link.root
	// 第二次调用（Node）：this代表Link.root.next
	// 第三次调用（Node）：this代表Link.root.next.next
	public void printNode() { 
   
		System.out.println("pp:"+this.data);// 输出当前数据
		if (this.next != null) { 
         // 如果还有下一个节点，输出下一节点
			this.next.printNode();   // 递归打印节点，注意这里的this.next中的this指代
		}
	}
}


// 链表增加节点，输出节点数据
class Link { 
   
	
	private Node root; //新建根节点

	public void add (String data){ 
   
		  Node newNode = new Node(data);  //链表中新增节点类对象 
		  if(this.root == null ){ 
            // 如果链表还没有任何节点,就添加第一个节点作为根节点
			  this.root = newNode;   
			  System.out.println("root:"+this.root);
		  }else{ 
    
			  System.out.println("new:"+newNode);
			  this.root.addNode(this.root,newNode);  //从根节点节点新链接一个节点
		  }
	}
	
	//输出当前节点数据
	public void print(){ 
   
		  if( this.root != null ){ 
     
			  this.root.printNode();
		  }
	}

}

运行：

root:test.Node@7852e922
new:test.Node@4e25154f
now:test.Node@7852e922
test.Node@7852e922=>test.Node@4e25154f
new:test.Node@70dea4e
now:test.Node@7852e922
now:test.Node@4e25154f
test.Node@4e25154f=>test.Node@70dea4e
test.Node@7852e922=>test.Node@4e25154f
pp:hello
pp:world
pp:wwww

例子3:

关键是构造一个类，里面包含一个指向下一个元素的对象（指向下一个元素的指针）

public class LinkedList{ 
   
	
	public static void main(String[] args){ 
   

        MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
        System.out.println("-------start-------");
        System.out.println("ll:"+linkedList.listEm());
        
        for (int i=0;i<5;i++){ 
      //新建链表
            linkedList.add(i+1);
        }
        System.out.println("mm:"+linkedList.listEm());  //打印链表
        
        for(int i=0;i<5;i++){ 
     //删除链表
            System.out.println("remove:"+linkedList.remove());
        }

        System.out.println("kk:"+linkedList.listEm());
        System.out.println("-------end-------");
    }
}

class Node<T> { 
   
    Node<T> next;
    T element;
    public Node( Node<T> next, T element){ 
   
        this.next = next;
        this.element = element;
    }
}


class MyLinkedList<T> { 
   
	
	private int size ;	
    Node<T> last;     //指向list中最后一个元素 
    Node<T> first;    //指向list中第一个元素 
    Node<T> currRead; //指向当前读取的元素 
 
    // 默认构造函数
    public MyLinkedList(){ 
      
        this.size = 0;
        this.last =  new Node(null,-1);
        this.first = last;
        this.currRead = first;
    }

    
    //往链表中添加数据（队尾添加数据） 
    public void add(T element){ 
   
        Node<T> newNode = new Node<T>(null,element);
        this.last.next = newNode;
        this.last = newNode;  // 引用平移
        if(size == 0){ 
   
            this.first = newNode;
        }
        size ++;
        
    }

    
    //移除链表中的数据（队头移除）
    public T remove(){ 
   
        if(size == 0){ 
   
            System.out.println("empty list ");
            this.currRead = this.first;
            return null;
        }
        T result = this.first.element;
        this.first = this.first.next;
        this.currRead = this.first;
        size--;
        return result;
    }

   //获取队列中的元素
    public T get(){ 
   
        if(this.currRead.next == null){ 
   
            this.setReadAgain();
            return this.currRead.element;
        }
        T result = this.currRead.element;
        this.currRead = this.currRead.next;
        return result;
    }

   //再次从头开始读取数据
    public void setReadAgain() { 
   
        this.currRead = this.first;
    }

    public String listEm(){ 
   
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(int i=0;i<size;i++){ 
   
           T ele = this.get();
           sb.append(this.currRead.element + "-->");
        }
        return sb.toString();
    }

    //获取队列大小
    public int getSize(){ 
   
        return this.size;
    }

   
}

运行：

-------start-------
ll:
mm:1-->2-->3-->4-->5-->
remove:1
remove:2
remove:3
remove:4
remove:5
kk:
-------end-------

例四：

public class LinkedList { 
   

public static void main(String [] args){ 
    

	Link l=new Link();  
    mytype[] la;  
    mytype dsome=new mytype("韩敏","dsome",21);  
    mytype shao=new mytype("邵晓","john",45);  
    mytype hua=new mytype("华晓风","jam",46);  
    mytype duo=new mytype("余小风","duo",1000);  
    mytype wang=new mytype("王秋","jack",21);  
    mytype shi=new mytype("韩寒","bob",3000);  
    mytype yu=new mytype("于冬","keven",30); 
	
	l.add(dsome);//测试增加节点 
    l.add(shao);  
    l.add(hua);  
    l.add(wang);  
    l.add(shi);  
    l.add(duo);  
    l.add(yu);  
	
    System.out.println("链表长度："+l.length());//链表长度
 
    la=l.toArray();  
    for(int i=0;i<la.length;i++){ 
     
		 System.out.println(la[i].getInfo());  
		 }  
    
    System.out.println("是否包含余小风:"+l.contains(duo)+"\n");  
    System.out.println("删除余小风后\n");  
    l.remove(duo);  
    la=l.toArray();  
    for(int i=0;i<la.length;i++){ 
       //转化为数组之后输出 
		 System.out.println(la[i].getInfo());  
	}    
    
	System.out.println("\n利用索引方法输出全部数据");  
    for(int i=0;i<l.length();i++){ 
     
       System.out.println(l.get(i).getInfo());  
    }    
	System.out.println("是否包含余小风:"+l.contains(duo)+"\n");  
	l.clean();  
    System.out.println("执行清空操作后链表长度: "+l.length()+"\t是否为空链表："+l.isEmpty());  
	}
}




class Link { 
   

	//内部类 
	private class Node{ 
      
		
		private Node next;  
		private mytype data;  
		
		public Node(mytype data){ 
     
		      this.data=data;  
		 }  
		
		public void addNode(Node newNode){ 
     //增加节点 
		      if(this.next==null){ 
     
		        this.next=newNode;   // 指向新的节点
		      }else{ 
     
		        this.next.addNode(newNode);    // 递归调用是为了让next引用指向新的节点
		      }  
		    }  
	
	    public mytype getNode(int index){ 
   //按照角标返回数据 
	
	      if(index==Link.this.foot++){ 
     
	        return this.data;  
	      }else{ 
     
	        return this.next.getNode(index);  
	      }  
	    }  
	
	    public boolean iscontain(mytype data){ 
   //判断是否含有该数据 
	      if(this.data.equals(data)){ 
     
	        return true;  
	      }else{ 
     
	        if(this.next!=null){ 
     
	          return this.next.iscontain(data);  
	        }else{ 
     
	          return false;  
	        }  
	      }  
	    }  
	
	    public void removeNode(Node previous,mytype data){ 
     //删除节点 
	      if(this.data.equals(data)){ 
       //this：下一个节点B
	        previous.next=this.next;    // this.next:节点B的下一个节点C，previous：节点A
	
	      }else{ 
     
	        this.next.removeNode(this,data);  //注意这里的this.next和this的区别：this.next是下一个节点B，this是当前节点A
	      }  
	    }  
	
	
	    public void toArrayNode(){ 
     //转化数组 
	        Link.this.Larray[Link.this.foot ++]=this.data;  //每个节点的数据添加到一个mytype []中
	        if(this.next!=null){ 
     
	          this.next.toArrayNode();  
	        }  
	      }   
}

//内部类定义完毕 
private Node root;  
private int count=0;  
private int foot;  
private mytype [] Larray;

 public void add(mytype data){ 
      //增加节点 
    if(data==null){ 
     
      System.out.print("增加数据失败，数据为空");//测试用 
      return;  
    }  
    
    Node newNode=new Node(data);  //新建节点
    
    if(this.root==null){ 
     
      this.root=newNode;  
      this.count++;  
    }else{ 
     
      this.root.addNode(newNode);  
      this.count++;  
    }  
  }  

  public int length(){ 
   //链表长度 
    return this.count;  
  }  

  public boolean isEmpty(){ 
   //是否为空链表 
    if(this.count==0)return true;  
    else return false;  
  }  

  public void clean(){ 
   //清空链表 
    this.root=null;  
    this.count=0;  
  }  

  public mytype get(int index){ 
   //索引返回节点所存的数据 
        if(index>=this.count||index<0){ 
     
          System.out.print("越界错误");//测试用 
          return null;  
        }else{ 
     
          this.foot=0;  
          return this.root.getNode(index);  
        }  
      }  

   public boolean contains(mytype data){ 
     //判断链表数据是否含data 
        if(data==null)  
          return false;
        else
          return this.root.iscontain(data);  
      }  

    public void remove(mytype data){ 
     //删除指定数据节点 
        if(this.contains(data)){ 
     
	          if(this.root.data.equals(data)){ 
     
	            this.root=this.root.next;  
	            this.count--;     
	          }  
	          else{ 
     
	            this.count--;  
	            this.root.next.removeNode(root,data);  
	          }  
        }else{ 
     
          System.out.print("删除错误");//测试用 
        }  
      }  

      public mytype[] toArray(){ 
     //把链表转化成对象数组 
        if(this.count==0){ 
     
          return null;  
        }  
          this.foot=0;  
          this.Larray=new mytype [this.count];  
          this.root.toArrayNode();  
          return this.Larray;         
      }         
}


class mytype { 
   

	private String name;  
	private String people;  
	private int age;
	
	public mytype(String name,String people,int age){ 
   //链表中的数据（可自定义） 
	    this.name=name;  
	    this.people=people;  
	    this.age=age;  
	  }  
	
    public boolean equals(mytype data){ 
   //判断数据是否相同 
	    if(this==data){ 
     
	      return true;  
	    }  
	    if(data==null){ 
     
	      return false;  
	    }  
	    if(this.name.equals(data.name)&&this.people.equals(data.people)&&this.age==data.age){ 
     
	      return true;  
	    }else{ 
     
	      return false;  
	    }  
	  }
    
	public String getName() { 
   
	    return name;
	}
	
	public void setName(String name) { 
   
	    this.name = name;
	}
	
	public String getPeople() { 
   
	    return people;
	}
	
	public void setPeople(String people) { 
   
	    this.people = people;
	}
	
	public int getAge() { 
   
	    return age;
	}
	
	public void setAge(int age) { 
   
	    this.age = age;
	} 
	
	public String getInfo(){ 
     
	    return "名字 :"+this.name+"\n"+  
	       "人物 :"+this.people+"\n"+  
	       "年龄 :"+this.age;  
	  }     
}

运行：

链表长度：7
名字 :韩敏
人物 :dsome
年龄 :21
名字 :邵晓
人物 :john
年龄 :45
名字 :华晓风
人物 :jam
年龄 :46
名字 :王秋
人物 :jack
年龄 :21
名字 :韩寒
人物 :bob
年龄 :3000
名字 :余小风
人物 :duo
年龄 :1000
名字 :于冬
人物 :keven
年龄 :30
是否包含余小风:true

删除多余后

名字 :韩敏
人物 :dsome
年龄 :21
名字 :邵晓
人物 :john
年龄 :45
名字 :华晓风
人物 :jam
年龄 :46
名字 :王秋
人物 :jack
年龄 :21
名字 :韩寒
人物 :bob
年龄 :3000
名字 :于冬
人物 :keven
年龄 :30

利用索引方法输出全部数据
名字 :韩敏
人物 :dsome
年龄 :21
名字 :邵晓
人物 :john
年龄 :45
名字 :华晓风
人物 :jam
年龄 :46
名字 :王秋
人物 :jack
年龄 :21
名字 :韩寒
人物 :bob
年龄 :3000
名字 :于冬
人物 :keven
年龄 :30
是否包含多余:false

执行清空操作后链表长度: 0	是否为空链表：true