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在 Java 中创建通用链表

作者：迹忆客 最近更新：2023/08/09 浏览次数：

本文我们将介绍如何在 Java 中创建一个通用的单链表。

Java LinkedList 简介

LinkedList 是线性数据结构，它将数据存储在随机地址的节点中，并且意味着位于不连续的位置。

每个节点都有两部分：数据和引用（地址）。 Data/value字段存储值，reference字段存储链表的下一个节点的地址。

将作为成员函数实现的该数据结构的一些常见操作如下。

  • addNode() - 此方法用于在 LinkedList 末尾添加新元素。
  • removeNode(value) - 此方法删除具有指定值的节点。
  • addNode(position,value) - 此方法用于在特定位置添加值。
  • clear() - 此方法清除整个 LinkedList。
  • isEmpty() - 此方法用于检查 LinkedList 是否为空。
  • length() - 此方法为我们提供 LinkedList 的长度。

Java中单链表的通用实现

普通的LinkedList只能存储一种类型的值：整型、字符串、布尔型、浮点型等，所以我们在创建的时候就必须指定类型，但是如果我们要创建一个可以存储任意类型数据的LinkedList怎么办？ 数据类型; 为此，我们将使用 Java 中的泛型概念。

创建通用节点类：

在下面的代码中，T表示LinkedList上存储的数据类型。

class Node<T>
{
    T value;
    Node<T> nextPtr;

    Node(T value)
    {
        this.value = value;
        this.nextPtr = null;
    }
}

现在让我们创建通用 LinkedList 类创建方法。

  1. add() 函数：

    void add(T value)
{
 Node<T> temp = new Node<>(value);  //creating a new node
 if(this.head == null)   //checking if the list is empty
     head = temp;
 else             //if the list is not empty, we go till the end and add the node
 {
     Node<T> tr = head;
     while(tr.nextPtr!=null){
         tr = tr.nextPtr;
     }

     tr.nextPtr = temp;
 }
 length = length + 1;  //increasing the length of list
}

  2. remove() 函数:

    void remove(T key)
{
 Node<T> prev = new Node<>(null);
 prev.nextPtr = head;
 Node<T> next = head.nextPtr;
 Node<T> tr = head;
 boolean isNodepresent = false; // to check if node is present
 if(head.value == key ){
     head = head.nextPtr;
     isNodepresent =true;
 }
 while(tr.nextPtr!=null)
 {
     if(String.valueOf(tr.value).equals(String.valueOf(key))){  //if the node is present, we break the loop
         prev.nextPtr = next;  //we assign previous node's nextPtr to next node
         isNodepresent = true;
         break;
     }
     prev = tr;   //updating the previous and next pointers
     tr = tr.nextPtr;
     next = tr.nextPtr;

 }
 if(isNodepresent==false && String.valueOf(tr.value).equals(String.valueOf(key))){
     prev.nextPtr = null;
     isNodepresent = true;
 }
 if(isNodepresent)
 {
     length--;   //if the node is present, we reduce the length
 }
 else
 {
     System.out.println("The value is not present inside the LinkedList");
 }
}

  3. add(position,value) 函数:

    void add(int position,T value)
{
 if(position>length+1)   //if the position entered is more than the list length
 {
     System.out.println("Position out of bound");
     return;
 }
 if(position==1){             //if the position is one we'll just
     Node<T> temp = head;
     head = new Node<T>(value);
     head.nextPtr = temp;
     return;
 }
 Node<T> tr = head;
 Node<T> prev = new Node<T>(null);   //creating a new node prev
 while(position-1>0)  //we find the position in the list
 {
     prev = tr;
     tr = tr.nextPtr;
     position--;
 }
 prev.nextPtr = new Node<T>(value);  //update the next pointer of previous node
 prev.nextPtr.nextPtr = tr;
}

  4. getLength() 函数:

    int getLength()
{
 return this.length;  //returns the length of the list
}

  5. isEmpty() 函数:

    boolean isEmpty()
{
 if(head == null)  //if the list is empty we return true
     return true;
 else
     return false;
}

  6. clear() 函数:

    void clear()
 {
     head = null;  //make head as null and length as zero
     length = 0;
 }

  7. toString() 函数: 在下面的代码中，我们添加并重写了 toString 方法来打印 LinkedList 的内容。

    @Override
public String toString()
{
Node<T> temp = head;
String str = "{ ";
if(temp == null)  //if the list is empty
{
   System.out.println( "list is empty");
}
while(temp.nextPtr!=null) //we keep appending data to string till the list is empty
{
   str += String.valueOf(temp.value) +"->";
   temp = temp.nextPtr;
}
str += String.valueOf(temp.value);
return str+"}";           //we finally return the string
}

带有主类的完整工作代码：

class Node<T>
{
    T value;
    Node<T> nextPtr;

    Node(T value)
    {
        this.value = value;
        this.nextPtr = null;
    }
}

class LinkedList<T>
{
    Node<T> head;
    private int length = 0;

    LinkedList()
    {
        this.head = null;
    }

    void add(T value)
    {
        Node<T> temp = new Node<>(value);

        if(this.head == null)
            head = temp;
        else
        {
            Node<T> tr = head;
            while(tr.nextPtr!=null){
                tr = tr.nextPtr;
            }

            tr.nextPtr = temp;
        }
        length = length + 1;
    }

    void remove(T key)
    {
        Node<T> prev = new Node<>(null);
        prev.nextPtr = head;
        Node<T> next = head.nextPtr;
        Node<T> tr = head;

        boolean isNodepresent = false;

        if(head.value == key ){
            head = head.nextPtr;
            isNodepresent =true;
        }

        while(tr.nextPtr!=null)
        {
            if(String.valueOf(tr.value).equals(String.valueOf(key))){
                prev.nextPtr = next;
                isNodepresent = true;
                break;
            }

            prev = tr;
            tr = tr.nextPtr;
            next = tr.nextPtr;

        }

        if(isNodepresent==false && String.valueOf(tr.value).equals(String.valueOf(key))){
            prev.nextPtr = null;
            isNodepresent = true;
        }

        if(isNodepresent)
        {
            length--;
        }

        else
        {
            System.out.println("The value is not present inside the LinkedList");
        }
    }

    void add(int position,T value)
    {
        if(position>length+1)
        {
            System.out.println("Position out of bound");
            return;
        }

        if(position==1){
            Node<T> temp = head;
            head = new Node<T>(value);
            head.nextPtr = temp;
            return;
        }

        Node<T> tr = head;
        Node<T> prev = new Node<T>(null);

        while(position-1>0)
        {
            prev = tr;
            tr = tr.nextPtr;
            position--;
        }

        prev.nextPtr = new Node<T>(value);
        prev.nextPtr.nextPtr = tr;
    }

    int getLength()
    {
        return this.length;
    }

    boolean isEmpty()
    {
        if(head == null)
            return true;

        else
            return   false;
    }

    void clear()
    {
        head = null;
        length = 0;
    }

    @Override
     public String toString()
    {
      Node<T> temp = head;
      String str = "{ ";
      if(temp == null)
      {
          System.out.println( "list is empty");
      }

      while(temp.nextPtr!=null)
      {
          str += String.valueOf(temp.value) +"->";
          temp = temp.nextPtr;
      }

      str += String.valueOf(temp.value);
      return str+"}";
    }
}


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

       LinkedList<Integer> ll = new LinkedList<>();
       ll.add(1);
       ll.add(2);
       ll.add(3);

       System.out.println(ll);

       ll.remove(3);
       System.out.println(ll);

       ll.add(2,800);
       System.out.println(ll);
    }
}

输出:

{ 1->2->3}
{ 1->2}
{ 1->800->2}

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