資料結構之鍊錶

2021-10-24 12:12:37 字數 3097 閱讀 3548

目錄

一、鍊錶的特點

二、虛擬頭結點

三、鍊錶的實現 

1、定義linkedlist

2、 構造方法

3、基本方法

4、新增元素

5、查詢元素 

6、修改元素

7、刪除元素 

鍊錶是一種物理儲存單元上非連續、非順序的資料結構。前幾篇我們講到的陣列也好,基於陣列實現的棧和佇列也好,都是靜態的資料結構,都需要處理容量的問題。而鍊錶是真正的動態資料結構,也是最簡單的動態資料結構。

簡單的總結一下鍊錶的一些概念和特點:

(1)鍊錶是由0或多個結點構成的

(2)除頭結點外,每個結點都有乙個前驅結點

(3)除尾結點外,每個結點都有乙個後繼結點

為了後面自定義鍊錶方便,在這裡提及乙個概念:虛擬頭結點。啥意思呢,我們從鍊錶的特點中知道,頭結點是沒有前驅結點的,那在定義鍊錶時,需要對頭結點特殊處理。因此,為了後面實現鍊錶時免去這個煩惱,我們可以給鍊錶設定乙個假的頭結點,這個頭結點是空的,稱為虛擬頭結點,它的後繼結點是真正的頭結點。

沒有虛擬頭結點的鍊錶:

有虛擬頭結點的鍊錶:

前幾篇文章我們手動封裝實現了動態陣列,並且基於動態陣列實現了棧和佇列。這篇文章也一樣,我們在了解了鍊錶的特點後,也手動去實現乙個鍊錶。

public class linkedlist

public node(e e)

public node() }}

上面我們說到虛擬頭結點這個概念,在構造方法中,我們建立虛擬頭結點,如下:

private node dummyhead;

private int size;

public linkedlist()

仍然提供幾個基本方法,獲取當前鍊錶中結點個數、判斷鍊錶是否為空。如下:

public int getsize() 

//是否為空

public boolean isempty()

向鍊錶中新增乙個結點,其實就是找到要插入位置的前驅結點(prev),把插入結點(node)的後繼結點指向前驅結點(prev)的後繼結點,把前驅結點(prev)的後繼結點指向要插入的結點(node)。

例如,我們要把666這個元素插入到0,1,2,3,4這樣乙個鍊錶中index為2的位置。那麼,只需要把666這個結點的後繼指向2,把1這個結點的後繼指向666,如下圖所示:

反過來可以嗎?先把1這個結點的後繼指向666,再把666這個結點的後繼指向2。當然是不可以的。把1的後繼指向666後,那麼1和2的連線已經斷開了,而666和2也沒有任何連線。那麼,當我們再把666的後繼指向2時,就無法做到了。以下是**實現:

//index位置處新增新元素

public void add(int index, e e)

node prev = dummyhead;

// 遍歷,找到要插入index的前驅

for (int i = 0; i < index; i++)

//node node = new node(e);

= prev.next;

= node;

// 上面三句**可以簡化為下面一句

prev.next = new node(e, prev.next);

size++;

}

從鍊錶中查詢第index的元素,實現起來並不複雜:從0開始,遍歷到index為止,最後輸出當前結點。查詢鍊錶中是否含有某個元素e,實現起來也很簡單。**如下:

//獲得第index個元素

public e get(int index)

node cur = dummyhead.next;

for (int i = 0; i < index; i++)

return cur.e;

}//查詢鍊錶中是否有元素e

public boolean contains(e e)

}return false;

}

修改鍊錶中的元素,實現起來也很簡單:從0遍歷鍊錶,到index停止。把當前結點的元素修改即可。**如下:

//修改第index個元素

public void set(int index, e e)

node cur = dummyhead.next;

for (int i = 0; i < index; i++)

cur.e = e;

}

那麼,如何從鍊錶中刪除乙個結點呢?從0開始遍歷,到index為止,找到index的前驅。新建乙個結點,指向前驅的後繼結點。前驅的後繼結點指向新建結點的後繼,最後把新建結點指向null,刪除這個結點。**如下:

// 刪除元素

public e remove(int index)

node prev = dummyhead;

for (int i = 0; i < index; i++)

node retnode = prev.next;

prev.next = retnode.next;

retnode.next = null;

size--;

return retnode.e;

}

經過上面一系列的步驟,我們實現了鍊錶,那麼我們是否可以基於鍊錶實現棧和佇列?當然是可以的。而且,實現起來非常簡單。只要我們還記得棧和佇列的特點,那麼基於鍊錶實現棧和佇列其實不是很困難,在這裡就不去手動實現了。

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