数据结构(二)--循环链表结构(Java实现)

你是怎么把生活弄的一团糟的 . . .
正常发挥罢了
接一下有什么打算 . . .
熬 !

数据结构(二)--循环链表结构(Java实现)_第1张图片
生活充满希望

用这段话形容自己的近况,简直了!!!好吧,接下来搞定循环链表!!!

概述

本文主要针对数据结构中的循环链表结构(包括单向和双向)进行详细的讲解并用java实现了链表结构上的增删改查操作。关于单链表结构可参看作者的上一篇文章:数据结构(一)---线性表(Java实现)


单向循环链表

基本概念

如果把单链表的最后一个节点的指针指向链表头部,而不是指向NULL,那么就构成了一个单向循环链表。

数据结构(二)--循环链表结构(Java实现)_第2张图片
带头节点的循环单链表结构示意图

代码实现(Java)

package com.datastruct.learn.list;

/**
 * 循环单链表:表的最后一个结点的指针域指向头结点,整个表形成一个环
 *
 * @author zengsk
 * @date 2019/1/19
 **/

public class CycleLinkedList {

    class CycleNode {
        Object data;
        CycleNode next = null;

        CycleNode() {
            this.data = null;
        }

        CycleNode(Object data) {
            this.data = data;
        }
    }

    private CycleNode head, pos;
    private int size;

    //初始化时,生成一个包含头节点的空链表
    CycleLinkedList() {
        head = new CycleNode();
        head.next = head;
        pos = head;
        this.size = 0;

    }

    /**
     * 返回链表的大小
     * @return
     */
    public int len() {
        return this.size;
    }

    /**
     * 判断链表是否为空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return this.size == 0;
    }

    /**
     * 添加元素,在末尾节点处添加
     * @param data
     */
    public void add(Object data) {
        CycleNode _node = new CycleNode(data);
        if (head.next == head) {
            head.next = _node;
            _node.next = head;
        } else {
            pos = head;
            while (pos.next != head) {
                pos = pos.next;
            }
            pos.next = _node;
            _node.next = head;
        }
        size++;
    }

    /**
     * 插入元素, 在指定索引位置处插入
     * @param index
     * @param data
     */
    public void insert(int index, Object data) {
        CycleNode _node = new CycleNode(data);
        if (index < 0 || index > size - 1)
            throw new RuntimeException("索引错误" + index);
        int i = 0;
        pos = head;
        while (pos.next != head && i < index) {
            pos = pos.next;
            i++;
        }
        _node.next = pos.next;
        pos.next = _node;
        size++;
    }

    /**
     * 移除元素
     * @param index
     * @return
     */
    public Object remove(int index) {
        Object value = null;
        if (index < 0 || index > size - 1)
            throw new RuntimeException("索引错误" + index);
        int i = 0;
        pos = head;
        while (pos.next != head && i < index) {
            pos = pos.next;
            i++;
        }
        value = pos.next.data;
        pos.next = pos.next.next;
        size--;
        return value;
    }

    /**
     * 替换元素
     * @param index
     * @param newObj
     * @return
     */
    public Object replace(int index, Object newObj) {
        Object value = null;
        if (index < 0 || index > size - 1)
            throw new RuntimeException("索引错误" + index);
        int i = 0;
        pos = head;
        while (pos.next != head && i < index) {
            pos = pos.next;
            i++;
        }
        value = pos.next.data;
        pos.next.data = newObj;
        return value;
    }

    /**
     * 获取元素
     * @param index
     * @return
     */
    public Object get(int index) {

        if (index < 0 || index > size - 1)
            throw new RuntimeException("索引错误" + index);
        int i = 0;
        pos = head;
        while (pos.next != head && i < index) {
            pos = pos.next;
            i++;
        }
        return pos.next.data;
    }

    /**
     * 查询元素索引
     * @param data
     * @return
     */
    public int indexOf(Object data) {

        int i = 0;
        pos = head;
        while (pos.next != head) {
            pos = pos.next;
            if (pos.data.equals(data))
                return i;
            i++;
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 判断是否包含指定元素
     * @param data
     * @return
     */
    public boolean contains(Object data) {

        int i = 0;
        pos = head;
        while (pos.next != head) {
            pos = pos.next;
            if (pos.data.equals(data))
                return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 打印链表中的元素
     */
    public void show() {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            System.out.print(this.get(i) + "-->");
        }
    }

}


双向循环链表

基本概念

双向链表也叫双链表,是链表的一种,它的每个数据结点中都有两个指针,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结点开始,都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。一般我们都构造双向循环链表

  • 在双向链表中,每个结点包括三个域,分别是data域、next域和prior域,其中data域为数据元素域,next域为指向后继结点的对象引用,prior域为指向前驱结点的对象引用。
    数据结构(二)--循环链表结构(Java实现)_第3张图片
    带头节点的双向循环链表示意图

    代码实现(Java)
package com.datastruct.learn.list;

/**
 * 设计实现一个双向链表结构
 *
 * @author zengsk
 * @date 2019/1/19
 **/

public class DualLinkedList {

    class DualNode {
        private Object data;
        private DualNode prior = null;
        private DualNode next = null;

        DualNode() {
            this.data = null;
        }

        DualNode(Object data) {
            this.data = data;
        }
    }

    private DualNode head, rear; //头尾指针
    private int size;

    /**
     * 初始化一个空链表
     */
    DualLinkedList() {
        head = new DualNode();
        head.next = head;
        head.prior = head;
        this.rear = head.prior;
        this.size = 0;
    }

    /**
     * 获取链表长度
     *
     * @return
     */
    public int len() {
        return this.size;
    }

    /**
     * 判断链表是否为空
     *
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        if (head.prior == head)
            return true;
        return false;
    }

    /**
     * 添加结点到表尾
     *
     * @param data
     */
    public void add(Object data) {
        DualNode _node = new DualNode(data);
        if (isEmpty()) { //链表为空情况
            _node.prior = head;
            _node.next = head;
            head.next = _node;
            head.prior = _node;
            this.rear = _node;
        } else {
            _node.prior = this.rear;
            _node.next = head;
            this.rear.next = _node;
            this.head.prior = _node;
            this.rear = _node;
        }
        size++;
    }

    /**
     * 在指定索引位置插入元素
     *
     * @param index
     * @param data
     */
    public void insert(int index, Object data) {

        DualNode _node = new DualNode(data);
        try {
            if (index < 0 || index > size - 1)
                throw new RuntimeException("索引错误" + index);
            if (head.prior == head) {
                add(data);
            } else {
                int i = 0;
                DualNode pos = head;
                while (pos.next != rear && i < index) {
                    pos = pos.next;
                    i++;
                }
                _node.next = pos.next;
                _node.prior = pos;
                pos.next.prior = _node;
                pos.next = _node;
                size++;
            }
        } catch (RuntimeException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 移除指定索引位置的元素
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public Object remove(int index) {
        Object data = null;
        if (index < 0 || index > size - 1)
            throw new RuntimeException("索引错误" + index);
        if (head.prior == head)
            throw new RuntimeException("链表为空!!");
        DualNode pos = head;
        int i = 0;
        while (pos.next != rear && i < index) {
            pos = pos.next;
            i++;
        }

        data = pos.next.data;
        pos.next.next.prior = pos;
        pos.next = pos.next.next;
        size--;
        return data;
    }

    /**
     * 获取指定索引位置的元素
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public Object get(int index) {

        if (index < 0 || index > size - 1)
            throw new RuntimeException("索引错误!!" + index);
        if (head.prior == head) {
            throw new RuntimeException("链表为空");
        }
        DualNode pos = head;
        int i = 0;
        while (pos.next != rear && i < index) {
            pos = pos.next;
            i++;
        }
        Object obj = pos.next.data;
        return obj;
    }

    /**
     * @param data
     * @return
     */
    public boolean contains(Object data) {
        DualNode pos = head;
        while (pos.next != rear) {
            pos = pos.next;
            if (pos.data.equals(data)) {
                return true;
            }

        }
        return false;
    }

    /**
     * 获取指定元素所在的索引
     *
     * @param data
     * @return
     */
    public int indexOf(Object data) {
        DualNode pos = head;
        int i = 0;
        while (pos.next != rear) {
            pos = pos.next;
            if (pos.data.equals(data)) {
                return i;
            }
            i++;
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 打印链表的所有元素
     */
    public void show() {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            System.out.print(this.get(i) + "-->");
        }
    }

}
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