【数据结构和算法】第七锻造,链表真身

简介: 链表是一个和数组不一样的存储方式。我们都知道数组的存储地址是连续的,这样就不能很好的利用好内存空间,而链表就解决了这个问题,链表是一存储地址不连续的的存储结构,这样的好处就是能节省空间。

 目录

一、前言

二、链表的简介

三、单向链表的API设置

代码实现

结点类:链表的设置结点类少不了

成员变量和构造方法

清空链表,链表的长度,链表是否为空

获取指定位置处的元素

插入元素t(在链表的最后以结点后插入元素)

在指定i处,添加元素t

删除指定位置i处的元素并返回被删除的元素

查找元素t在链表中第一次出现的位置

提供一个遍历的方法,实现Iterable接口

全部代码概览:

测试类下:

运行效果图:

四、鲁迅说:一个是关于head.next,另一个也是head.next


一、前言

链表是一个和数组不一样的存储方式。我们都知道数组的存储地址是连续的,这样就不能很好的利

用好内存空间,而链表就解决了这个问题,链表是一存储地址不连续的的存储结构,这样的好处

就是能节省空间。

二、链表的简介

链表是由一系列的结点构成的,链表的第一个元素为头结点,头结点的特点是;不存放具体的数

表示单链表的表头,比如要找一个结点就是从头结点一个一个往下找的。

每一个结点有一个类似于指针的next,用来指向下一个结点,和一个date区域用于存储数据

头结点不存放数据,最后一个结点不指向null。

image.pngimage.gif

三、单向链表的API设置

image.gif

代码实现

image.png

结点类:链表的设置结点类少不了

//定义节点类(成员内部类)
    private class Node{
        //存储数据
        T item;
        //下一个节点
        Node next;
        public Node(T item,Node next){
            this.item=item;
            this.next=next;
        }
    }

image.gif

成员变量和构造方法

//记录头节点
    private Node head;
    //记录链表的长度
    private int N;
    //构造方法用来初始化成员变量
    public LinkList(){
        this.head=new Node(null,null);
        this.N=0;
    }

image.gif

清空链表,链表的长度,链表是否为空

//方法1:清空链表
    public void clear(){
        head.next=null;//将头结点的指向置空
        this.N=0;//元素个数变为0
    }
    //方法2:链表的长度
    public int length(){
        return N;//N就是链表长度
    }
    //方法3:判断链表是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return this.N==0;//只需判断N是否为0即可
    }

image.gif

获取指定位置处的元素

//方法4:获取指定位置处的元素
    public T get(int i){
             Node node=head.next;//node是下一个结点
          if(node!=null){//有下一个结点
            for(int index=0;index<i;index++){
                node=node.next;//往下一个结点移动
            }
            return node.item;
        }
        return null;
    }

image.gif

插入元素t(在链表的最后以结点后插入元素)

//方法5:插入元素t(在链表的最后以结点后插入元素)
    public void insert(T t){
        //创建一个结点
        Node node=head;
        while(node.next!=null){//找到最后一个结点的前一个结点
            node=node.next;
        }
        Node newLast=new Node(t, null);
        //之前的最后指向现在的最后结点
       node.next=newLast;
       //元素个数加一
        N++;
    }

image.gif

在指定i处,添加元素t

//方法6:在指定i处,添加元素t
    public void insert(int i,T t){
        //创建一个结点,从头结点开始
        Node node =head;
        for(int index=0;index<i;index++){//找到i位置处的前一个元素
            node=node.next;
        }
        //当前i位置的结点
        Node oldNode=node.next;
        //创建结点t
        Node newNode=new Node(t, null);
        //此时node表示的还是前一个结点,所以只需要把前一个结点指向创建的新结点
        node.next=newNode;
        //新结点指向原来i位置处的结点,即可完成连接
        newNode.next=oldNode;
        //元素个数加一
        N++;
    }

image.gif

删除指定位置i处的元素并返回被删除的元素

//方法7:删除指定位置i处的元素并返回被删除的元素
    public T remove(int i) {
        //创建一个结点,从头节点开始
        Node node=head;
        //因为是从头结点开始的,所以下面循环会找到i位置的前一个结点
        for(int index=0;index<i;index++){
            node=node.next;
        }
        //i位置处的结点
        Node iNode=node.next;
        //直接让i位置处的前以结点指向i位置的后一结点就可以删除i位置处的结点
        node.next=iNode.next;//或者也可以node.next=node.next.next;
        //元素减1
        N--;
        return iNode.item;
    }

image.gif

查找元素t在链表中第一次出现的位置

//方法8:查找元素t在链表中第一次出现的位置
    public int indexOf(T t){
        Node node=head;
        for(int index=0;node.next!=null;index++){
            node=node.next;
            if(node.item.equals(t)){
                return index;
            }
        }
        //找不到
        return -1;
    }

image.gif

提供一个遍历的方法,实现Iterable接口

public class LinkList<T> implements Iterable{}

image.gif

//实现Iterable接口,重写iterator方法
    @Override
    //因为要的接口对象(接口不能直接new),所以我们必须创建一个对象去实现这个接口
    public Iterator iterator() {
        return new LIterator()  ;
    }
    public class LIterator implements Iterator{
     //实现Iterator接口重写hasNext()和next()两个方法
        private Node n;
        public LIterator(){
            this.n=head;//从头结点开始
        }
        @Override
        public boolean hasNext() {//是否有元素
            return n.next!=null;
        }
        @Override
        public Object next() {//返回下一个元素
            n=n.next;
            return n.item;
        }
    }

image.gif

全部代码概览:

import java.util.Iterator;
public class LinkList<T> implements Iterable{
    //定义节点类
    private class Node{
        //存储数据
        T item;
        //下一个节点
        Node next;
        public Node(T item,Node next){
            this.item=item;
            this.next=next;
        }
    }
    //记录头节点
    private Node head;
    //记录链表的长度
    private int N;
    //构造方法用来初始化成员变量
    public LinkList(){
        this.head=new Node(null,null);
        this.N=0;
    }
    //方法1:清空链表
    public void clear(){
        head.next=null;//将头结点的指向置空
        this.N=0;//元素个数变为0
    }
    //方法2:链表的长度
    public int length(){
        return N;//N就是链表长度
    }
    //方法3:判断链表是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return this.N==0;//只需判断N是否为0即可
    }
    //方法4:获取指定位置处的元素
    public T get(int i){
             Node node=head.next;//node是下一个结点
          if(node!=null){//有下一个结点
            for(int index=0;index<i;index++){
                node=node.next;//往下一个结点移动
            }
            return node.item;
        }
        return null;
    }
    //方法5:插入元素t(在链表的最后以结点后插入元素)
    public void insert(T t){
        //创建一个结点
        Node node=head;
        while(node.next!=null){//找到最后一个结点的前一个结点
            node=node.next;
        }
        Node newLast=new Node(t, null);
        //之前的最后指向现在的最后结点
       node.next=newLast;
       //元素个数加一
        N++;
    }
    //方法6:在指定i处,添加元素t
    public void insert(int i,T t){
        //创建一个结点,从头结点开始
        Node node =head;
        for(int index=0;index<i;index++){//找到i位置处的前一个元素
            node=node.next;
        }
        //当前i位置的结点
        Node oldNode=node.next;
        //创建结点t
        Node newNode=new Node(t, null);
        //此时node表示的还是前一个结点,所以只需要把前一个结点指向创建的新结点
        node.next=newNode;
        //新结点指向原来i位置处的结点,即可完成连接
        newNode.next=oldNode;
        //元素个数加一
        N++;
    }
    //方法7:删除指定位置i处的元素并返回被删除的元素
    public T remove(int i) {
        //创建一个结点,从头节点开始
        Node node=head;
        //因为是从头结点开始的,所以下面循环会找到i位置的前一个结点
        for(int index=0;index<i;index++){
            node=node.next;
        }
        //i位置处的结点
        Node iNode=node.next;
        //直接让i位置处的前以结点指向i位置的后一结点就可以删除i位置处的结点
        node.next=iNode.next;//或者也可以node.next=node.next.next;
        //元素减1
        N--;
        return iNode.item;
    }
    //方法8:查找元素t在链表中第一次出现的位置
    public int indexOf(T t){
        Node node=head;
        for(int index=0;node.next!=null;index++){
            node=node.next;
            if(node.item.equals(t)){
                return index;
            }
        }
        //找不到
        return -1;
    }
    //实现Iterable接口,重写iterator方法
    @Override
    //因为要的接口对象(接口不能直接new),所以我们必须创建一个对象去实现这个接口
    public Iterator iterator() {
        return new LIterator()  ;
    }
    public class LIterator implements Iterator{
     //实现Iterator接口重写hasNext()和next()两个方法
        private Node n;
        public LIterator(){
            this.n=head;//从头结点开始
        }
        @Override
        public boolean hasNext() {//是否有元素
            return n.next!=null;
        }
        @Override
        public Object next() {//返回下一个元素
            n=n.next;
            return n.item;
        }
    }
}

image.gif

测试类下:

public class LinkListText {
    public static void main(String[] args) {
        //创建链表对象
        LinkList<String> list=new LinkList<String>();
        list.insert("张三");
        list.insert("李四");
        list.insert("王五");
        list.insert("李四");
        System.out.println("链表为空吗:"+list.isEmpty());
        for(Object s:list){
            System.out.println(s);
        }
        //元素个数
        System.out.println("初始元素个数:"+list.length());
        System.out.println("----------------------");
        //插入
        list.insert(1,"赵六");
        list.insert(2,"历七");
        //元素个数
        System.out.println("插入后元素个数:"+list.length());
       //第一次出现的位置
        System.out.println("张三第一次出现的位置:"+list.indexOf("张三"));
        System.out.println("----------------------");
        for(Object s:list){
        System.out.println(s);
    }
        //清除链表
        list.clear();
        System.out.println("清除后,链表为空吗:"+list.isEmpty());
    }
}

image.gif

运行效果图:

image.png


image.gif

四、鲁迅说:一个是关于head.next,另一个也是head.next

有关于左右边的.next解读:

image.png


image.gif

左边的.next表示的是指向,右边的.next表示的下一个元素。

一般来说在左边的是指向,在右边的是下一个元素。(这里.next前可以是任意非null结点)

head.next!=null一样的道理。

目录
相关文章
|
4月前
|
存储 监控 安全
企业上网监控系统中红黑树数据结构的 Python 算法实现与应用研究
企业上网监控系统需高效处理海量数据,传统数据结构存在性能瓶颈。红黑树通过自平衡机制,确保查找、插入、删除操作的时间复杂度稳定在 O(log n),适用于网络记录存储、设备信息维护及安全事件排序等场景。本文分析红黑树的理论基础、应用场景及 Python 实现,并探讨其在企业监控系统中的实践价值,提升系统性能与稳定性。
150 1
|
4月前
|
存储 监控 算法
基于跳表数据结构的企业局域网监控异常连接实时检测 C++ 算法研究
跳表(Skip List)是一种基于概率的数据结构,适用于企业局域网监控中海量连接记录的高效处理。其通过多层索引机制实现快速查找、插入和删除操作,时间复杂度为 $O(\log n)$,优于链表和平衡树。跳表在异常连接识别、黑名单管理和历史记录溯源等场景中表现出色,具备实现简单、支持范围查询等优势,是企业网络监控中动态数据管理的理想选择。
145 0
|
8月前
|
存储 算法 Java
算法系列之数据结构-二叉树
树是一种重要的非线性数据结构,广泛应用于各种算法和应用中。本文介绍了树的基本概念、常见类型(如二叉树、满二叉树、完全二叉树、平衡二叉树、B树等)及其在Java中的实现。通过递归方法实现了二叉树的前序、中序、后序和层次遍历,并展示了具体的代码示例和运行结果。掌握树结构有助于提高编程能力,优化算法设计。
275 10
 算法系列之数据结构-二叉树
|
8月前
|
算法 Java
算法系列之数据结构-Huffman树
Huffman树(哈夫曼树)又称最优二叉树,是一种带权路径长度最短的二叉树,常用于信息传输、数据压缩等方面。它的构造基于字符出现的频率,通过将频率较低的字符组合在一起,最终形成一棵树。在Huffman树中,每个叶节点代表一个字符,而每个字符的编码则是从根节点到叶节点的路径所对应的二进制序列。
228 3
 算法系列之数据结构-Huffman树
|
8月前
|
算法 Java
算法系列之数据结构-二叉搜索树
二叉查找树(Binary Search Tree,简称BST)是一种常用的数据结构,它能够高效地进行查找、插入和删除操作。二叉查找树的特点是,对于树中的每个节点,其左子树中的所有节点都小于该节点,而右子树中的所有节点都大于该节点。
329 22
|
7月前
|
存储 算法 物联网
解析局域网内控制电脑机制:基于 Go 语言链表算法的隐秘通信技术探究
数字化办公与物联网蓬勃发展的时代背景下,局域网内计算机控制已成为提升工作效率、达成设备协同管理的重要途径。无论是企业远程办公时的设备统一调度,还是智能家居系统中多设备间的联动控制,高效的数据传输与管理机制均构成实现局域网内计算机控制功能的核心要素。本文将深入探究 Go 语言中的链表数据结构,剖析其在局域网内计算机控制过程中,如何达成数据的有序存储与高效传输,并通过完整的 Go 语言代码示例展示其应用流程。
140 0
|
8月前
|
存储 监控 算法
员工电脑监控系统中的 C# 链表算法剖析-如何监控员工的电脑
当代企业管理体系中,员工电脑监控已成为一个具有重要研究价值与实践意义的关键议题。随着数字化办公模式的广泛普及,企业亟需确保员工对公司资源的合理利用,维护网络安全环境,并提升整体工作效率。有效的电脑监控手段对于企业实现这些目标具有不可忽视的作用,而这一过程离不开精妙的数据结构与算法作为技术支撑。本文旨在深入探究链表(Linked List)这一经典数据结构在员工电脑监控场景中的具体应用,并通过 C# 编程语言给出详尽的代码实现与解析。
167 5
|
9月前
|
存储 机器学习/深度学习 算法
C 408—《数据结构》算法题基础篇—链表(下)
408考研——《数据结构》算法题基础篇之链表(下)。
343 30
|
9月前
|
存储 监控 算法
公司监控上网软件架构:基于 C++ 链表算法的数据关联机制探讨
在数字化办公时代,公司监控上网软件成为企业管理网络资源和保障信息安全的关键工具。本文深入剖析C++中的链表数据结构及其在该软件中的应用。链表通过节点存储网络访问记录,具备高效插入、删除操作及节省内存的优势,助力企业实时追踪员工上网行为,提升运营效率并降低安全风险。示例代码展示了如何用C++实现链表记录上网行为,并模拟发送至服务器。链表为公司监控上网软件提供了灵活高效的数据管理方式,但实际开发还需考虑安全性、隐私保护等多方面因素。
189 0
公司监控上网软件架构:基于 C++ 链表算法的数据关联机制探讨
|
存储 SQL 算法
LeetCode力扣第114题:多种算法实现 将二叉树展开为链表
LeetCode力扣第114题:多种算法实现 将二叉树展开为链表

热门文章

最新文章

下一篇
oss云网关配置