Java数据结构学习-线性结构
线性结构
线性表是一种线性结构,它是具有相同类型的n(n≥0)个数据元素组成的有限序列;
线性表的基本组成为:数组,单项链表,双向链表;
数组
数组有上界和下界,数组的元素在上下界内是连续的;
比如存储一个整数的数组定义为:
int[] arr = {10,20,30,40,50};
数组的特点是:数据是连续的;随机访问速度快;
数组中稍微复杂一点的是多维数组和动态数组.对于C语言而言,多维数组本质上也是通过一位数组实现的;
至于动态数组,是指数组的容量能动态增长的数组;
对于C语言而言,若要提供动态数组,需要手动实现;
而对于C++而言,STL提供了Vector;
对于Java而言,Collection集合中提供了ArrayList和Vector;
单向链表
单向链表(单链表)是链表的一种,它由节点组成,每个节点都包含下一个节点的指针;
单链表的示意图如下:
表头为空,表头的后继节点是"节点10"(数据为10的节点),"节点10"的后继节点是"节点20"(数据为20的节点),...
单链表删除节点
删除"节点30"
删除之前:"节点20"的后继节点为"节点30",而"节点30"的后继节点为"节点40";
删除之后:"节点20"的后继节点为"节点40";
单链表添加节点
在"节点10"与"节点20"之间添加"节点15";
添加之前:"节点10"的后继节点为"节点20";
添加之后:"节点10"的后继节点为"节点15"，而"节点15"的后继节点为"及诶单20";
双向链表
双向链表(双链表)时候链表的一种;和单链表一样,双链表也是由节点组成的,它的每个数据节点中都有俩个指针,分别指向直接后继和直接前驱;所以,从双向链表中的任意一个节点开始,都可以很方便的访问它的前驱节点和后继节点;一般我们都够着双向循环链表;
双链表的示意图如下:
表头为空,表头的后继节点为"节点10"(数据为10的节点);
"节点10"的后继节点是"节点20"(数据为10的节点),"节点20"的前驱节点是"节点10";
"节点20"的后继节点是"节点30","节点30"的前驱节点是"节点20";...;
末尾节点的后继节点是表头;
双链表删除节点
删除"节点30"
删除之前:"节点20"的后继节点为"节点30","节点30"的前驱节点为"节点20";
"节点30"的后继节点为"节点40","节点40"的前驱节点为"节点30";
删除之后:"节点20"的后继节点为"节点40","节点40"的前驱节点为"节点20";
双链表添加节点
在"节点10"与"及诶单20"之间添加"节点15";
添加之前:"节点10"的后继节点为"节点20","节点20"的前驱节点为"节点10";
添加之后:"节点10"的后继节点为"节点15","节点15"的前驱节点为"节点10";
"节点15"的后继节点为"节点20","节点20"的前驱节点为"节点15";
下面演示一下双链表的实现,只介绍Java语言的三种实现
双链表类(DoubleLink.java)
/*** Java 实现的双向链表。
* 注：java自带的集合包中有实现双向链表，路径是:java.util.LinkedList
*
*/
public class DoubleLink<T> {
// 表头
private DNode<T> mHead;
// 节点个数
private int mCount;
// 双向链表“节点”对应的结构体
private class DNode<T> {
public DNode prev;
public DNode next;
public T value;
public DNode(T value, DNode prev, DNode next) {
this.value = value;
this.prev = prev;
this.next = next;
}
}
// 构造函数
public DoubleLink() {
// 创建“表头”。注意：表头没有存储数据！
mHead = new DNode<T>(null, null, null);
mHead.prev = mHead.next = mHead;
// 初始化“节点个数”为0
mCount = 0;
}
// 返回节点数目
public int size() {
return mCount;
}
// 返回链表是否为空
public boolean isEmpty() {
return mCount==0;
}
// 获取第index位置的节点
private DNode<T> getNode(int index) {
if (index<0 || index>=mCount)
throw new IndexOutOfBoundsException();
// 正向查找
if (index <= mCount/2) {
DNode<T> node = mHead.next;
for (int i=0; i<index; i++)
node = node.next;
return node;
}
// 反向查找
DNode<T> rnode = mHead.prev;
int rindex = mCount - index -1;
for (int j=0; j<rindex; j++)
rnode = rnode.prev;
return rnode;
}
// 获取第index位置的节点的值
public T get(int index) {
return getNode(index).value;
}
// 获取第1个节点的值
public T getFirst() {
return getNode(0).value;
}
// 获取最后一个节点的值
public T getLast() {
return getNode(mCount-1).value;
}
// 将节点插入到第index位置之前
public void insert(int index, T t) {
if (index==0) {
DNode<T> node = new DNode<T>(t, mHead, mHead.next);
mHead.next.prev = node;
mHead.next = node;
mCount++;
return ;
}
DNode<T> inode = getNode(index);
DNode<T> tnode = new DNode<T>(t, inode.prev, inode);
inode.prev.next = tnode;
inode.next = tnode;
mCount++;
return ;
}
// 将节点插入第一个节点处。
public void insertFirst(T t) {
insert(0, t);
}
// 将节点追加到链表的末尾
public void appendLast(T t) {
DNode<T> node = new DNode<T>(t, mHead.prev, mHead);
mHead.prev.next = node;
mHead.prev = node;
mCount++;
}
// 删除index位置的节点
public void del(int index) {
DNode<T> inode = getNode(index);
inode.prev.next = inode.next;
inode.next.prev = inode.prev;
inode = null;
mCount--;
}
// 删除第一个节点
public void deleteFirst() {
del(0);
}
// 删除最后一个节点
public void deleteLast() {
del(mCount-1);
}
}
测试程序(DlinkTest.java)
/*** Java 实现的双向链表。
* 注：java自带的集合包中有实现双向链表，路径是:java.util.LinkedList
*
*/
public class DlinkTest {
// 双向链表操作int数据
private static void int_test() {
int[] iarr = {10, 20, 30, 40};
System.out.println("\n----int_test----");
// 创建双向链表
DoubleLink<Integer> dlink = new DoubleLink<Integer>();
dlink.insert(0, 20); // 将 20 插入到第一个位置
dlink.appendLast(10); // 将 10 追加到链表末尾
dlink.insertFirst(30); // 将 30 插入到第一个位置
// 双向链表是否为空
System.out.printf("isEmpty()=%b\n", dlink.isEmpty());
// 双向链表的大小
System.out.printf("size()=%d\n", dlink.size());
// 打印出全部的节点
for (int i=0; i<dlink.size(); i++)
System.out.println("dlink("+i+")="+ dlink.get(i));
}
private static void string_test() {
String[] sarr = {"ten", "twenty", "thirty", "forty"};
System.out.println("\n----string_test----");
// 创建双向链表
DoubleLink<String> dlink = new DoubleLink<String>();
dlink.insert(0, sarr[1]); // 将 sarr中第2个元素 插入到第一个位置
dlink.appendLast(sarr[0]); // 将 sarr中第1个元素 追加到链表末尾
dlink.insertFirst(sarr[2]); // 将 sarr中第3个元素 插入到第一个位置
// 双向链表是否为空
System.out.printf("isEmpty()=%b\n", dlink.isEmpty());
// 双向链表的大小
System.out.printf("size()=%d\n", dlink.size());
// 打印出全部的节点
for (int i=0; i<dlink.size(); i++)
System.out.println("dlink("+i+")="+ dlink.get(i));
}
// 内部类
private static class Student {
private int id;
private String name;
public Student(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "["+id+", "+name+"]";
}
}
private static Student[] students = new Student[]{
new Student(10, "sky"),
new Student(20, "jody"),
new Student(30, "vic"),
new Student(40, "dan"),
};
private static void object_test() {
System.out.println("\n----object_test----");
// 创建双向链表
DoubleLink<Student> dlink = new DoubleLink<Student>();
dlink.insert(0, students[1]); // 将 students中第2个元素 插入到第一个位置
dlink.appendLast(students[0]); // 将 students中第1个元素 追加到链表末尾
dlink.insertFirst(students[2]); // 将 students中第3个元素 插入到第一个位置
// 双向链表是否为空
System.out.printf("isEmpty()=%b\n", dlink.isEmpty());
// 双向链表的大小
System.out.printf("size()=%d\n", dlink.size());
// 打印出全部的节点
for (int i=0; i<dlink.size(); i++) {
System.out.println("dlink("+i+")="+ dlink.get(i));
}
}
public static void main(String[] args) {
int_test(); // 演示向双向链表操作“int数据”。
string_test(); // 演示向双向链表操作“字符串数据”。
object_test(); // 演示向双向链表操作“对象”。
}
}
运行结果
1 ----int_test----2 isEmpty()=false
3 size()=3
4 dlink(0)=30
5 dlink(1)=20
6 dlink(2)=10
7
8 ----string_test----
9 isEmpty()=false
10 size()=3
11 dlink(0)=thirty
12 dlink(1)=twenty
13 dlink(2)=ten
14
15 ----object_test----
16 isEmpty()=false
17 size()=3
18 dlink(0)=[30, vic]
19 dlink(1)=[20, jody]
20 dlink(2)=[10, sky]
转载自:http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3561803.html
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