Java 数据结构篇-实现双链表的核心API

🔥博客主页: 小扳_-CSDN博客
❤感谢大家点赞👍收藏⭐评论✍
 

 

 

文章目录

        1.0 双链表的说明

        1.1 双链表 - 创建

        1.2 双链表 - 根据索引查找节点

        1.3 双链表 - 根据索引插入节点

        1.4 双链表 - 头插节点

        1.5 双链表 - 尾插

        1.6 双链表 - 根据索引来删除节点

        1.7 头删节点

        1.8 尾删节点

        1.9 实现迭代器循环

        2.0 双链表完整的实现代码

        3.0 环形双链表的说明

        3.1 环形双链表 - 创建

        3.2 环形双链表 - 头插节点

        3.3 环形双链表 - 尾插节点

        3.4 环形双链表 - 头删节点

        3.5 环形双链表 - 尾删节点

        3.6 环形链表 - 根据值来删除节点

        4.0 环形双链表完整的实现代码


        1.0 双链表的说明

        双链表是一种数据结构,其中每个节点包含两个指针一个指向前一个节点一个指向后一个节点。双链表可以在任意位置插入或删除节点,而不需要像单链表那样遍历整个链表来找到需要操作的位置。双链表可以用于实现栈、队列、以及其他需要快速插入和删除操作的数据结构。由于每个节点包含两个指针,双链表的内存占用量通常比单链表更大

        1.1 双链表 - 创建

        把双链表封装成一个类,类中还需要封装一个节点类 Node,该节点类的成员有指向前一个节点的变量 Node prev,值 value ,指向后一个节点的变量 Node next

代码如下:

public class MyDoubleLists{private final Node hand;private final Node tail;private static class Node {public Node prev;public Node next;public int value;public Node(Node prev, int value, Node next) {this.prev = prev;this.next = next;this.value = value;}}public MyDoubleLists() {hand = new Node(null,0,null);tail = new Node(hand,-1,null);hand.next = tail;tail.prev = hand;}}

         注意外部类中,还需要定义头节点,尾节点,再利用外部类的构造器中就可以完成对头尾节点的初始化了。内部类中的节点类建议用静态来修饰。

        1.2 双链表 - 根据索引查找节点

        由于这个方法可以为其他几个方法提供服务,因此,把这个方法独立出来。实现思路为:开始的节点应为 hand,循环终止条件为:p == tail 当指向尾节点的那一刻就该结束循环了。还要加一个变量 i = -1 ,每一次循环结束要进行 i++ ,当 i == index 时,找到了该索引的节点,返回该节点即可,若循环结束还是没找到,就得返回 null

代码如下:

    //根据索引查找节点private Node findNode(int index) {int i = -1;for (Node p = hand; p !=tail ; p = p.next,i++){if (i == index) {return p;}}return null;}

        这个方法一般不会对外开发,因此,加上 private 来修饰,当 i == -1 时,返回的时头节点,所以一开始的节点为 hand 。对外是索引从 0 开始才会存储值的,对于头节点存储什么值是不关心的。

        1.3 双链表 - 根据索引插入节点

         根据索引插入节点,提前需要准备好该节点的前一个节点 prev、该节点的后一个节点 next 。通过以上已经实现的方法来找到插入位置的前一个结点,prev = findNode(index - 1),后一个节点也就可以找到了,next = prev.next

代码如下:

    //根据索引插入节点public void insert(int index, int value) {Node p = findNode(index - 1);if (p == null){throw new RuntimeException("用索引访问失败");}Node prev = p;Node next = prev.next;Node insertNode = new Node(prev, value,next);prev.next = insertNode;next.prev = insertNode;}

        prev.next 指向新的节点next.prev 指向上一个节点。新的节点的头节点的引用为 prev,尾节点为 next 。 

         1.4 双链表 - 头插节点

        其实这个方法就比较简单了,这个就是根据索引 0 来插入节点的,就是一个索引等于0的特例,所以可以直接调用已经实现的 insert(0,int value) 方法。

代码如下:

    //头插节点public void addFirst(int value) {insert(0,value);}

         1.5 双链表 - 尾插

        对尾部的操作是双链表的一个很大的优势,对尾部的查询、增加节点、删除节点效率都很快,因为对尾节点是有记录的,就不用从头开始来查找尾部节点了,直接可以得到。

        实现方法的思路为:需要找到插入的前一个节点插入的后一个节点肯定是尾节点,所以,可以通过   prev =  tail.prev,来找到插入的前一个节点。

代码如下:

    //尾插节点public void addLast(int value) {Node lats = tail;Node prev = lats.prev;Node addNode = new Node(prev,value,lats);prev.next = addNode;lats.prev = addNode;}

        新的节点的前一个节点为 prev ,后节点为 tail,prev.next 与 tail.prev 就要更改为指向新的节点了。

        1.6 双链表 - 根据索引来删除节点

        先通过已经实现的 findNode() 方法来找到该索引的节点,还有找到删除该节点的前一个节点与后一个节点。

代码如下:

    //根据索引来删除节点public void remove(int index) {Node prev = findNode(index - 1);if (prev == null) {throw new RuntimeException("用索引来删除数据失败!");}Node remove = prev.next;if (remove == tail) {throw new RuntimeException("用索引来删除数据失败!");}Node next = remove.next;prev.next = next;next.prev = next;}

         接着就可以将要删除的前一个节点指向要删除的节点后一个节点,但是考虑两种情况,第一种,当要删除的节点没找到,就要抛出异常了。第二种,当发现要删除的节点为 tail 时需要抛出异常,总不能自己把自己的尾巴 "切了吧" 然而不用考虑是否把头节点删除,因为要删除的节点总是拿不到头节点。

         1.7 头删节点

        当索引为0时,就是头删,是 remove(0) 方法的一个特例。可以直接来调用根据索引来删除节点的方法。

代码如下:

    //头删节点public void removeFirst() {remove(0);}

         1.8 尾删节点

        双链表尾删的效率是很高的,因为对尾节点是有记录的。

代码如下:

    //尾删节点public void removeLast() {Node remove = tail.prev;if (remove == hand){throw new RuntimeException();}Node prev = remove.prev;prev.next = tail;tail.prev = prev;}

        需要找到三个节点,要删除的节点、删除节点的前一个节点、还有尾节点。需要注意的是,判断要删除的节点为头节点,需要抛出异常,总不能自己把自己的 " 头部 " 给切了吧。

         1.9 实现迭代器循环

        这个完成 Iterable 接口,创建新的该接口子类对象,重写两个方法即可。

代码如下:

    //实现迭代器循环@Overridepublic Iterator<Integer> iterator() {return new Iterator<Integer>() {Node p = hand.next;@Overridepublic boolean hasNext() {return p != tail;}@Overridepublic Integer next() {int value = p.value;p = p.next;return value;}};}

        需要注意的是,头节点的值是不用在乎的,所以遍历开始为 hand.next ,循环结束条件为,p == tail,遍历到尾节点就要终止了。

        2.0 双链表完整的实现代码

 

import java.util.Iterator;public class MyDoubleLists implements Iterable<Integer>{private final Node hand;private final Node tail;private static class Node {public Node prev;public Node next;public int value;public Node(Node prev, int value, Node next) {this.prev = prev;this.next = next;this.value = value;}}public MyDoubleLists() {hand = new Node(null,0,null);tail = new Node(hand,-1,null);hand.next = tail;tail.prev = hand;}//根据索引查找节点private Node findNode(int index) {int i = -1;for (Node p = hand; p !=tail ; p = p.next,i++){if (i == index) {return p;}}return null;}//根据索引插入节点public void insert(int index, int value) {Node p = findNode(index - 1);if (p == null){throw new RuntimeException("用索引访问失败");}Node prev = p;Node next = prev.next;Node insertNode = new Node(prev, value,next);prev.next = insertNode;next.prev = insertNode;}//头插节点public void addFirst(int value) {insert(0,value);}//尾插节点public void addLast(int value) {Node lats = tail;Node prev = lats.prev;Node addNode = new Node(prev,value,lats);prev.next = addNode;lats.prev = addNode;}//根据索引来删除节点public void remove(int index) {Node prev = findNode(index - 1);if (prev == null) {throw new RuntimeException("用索引来删除数据失败!");}Node remove = prev.next;if (remove == tail) {throw new RuntimeException("用索引来删除数据失败!");}Node next = remove.next;prev.next = next;next.prev = next;}//头删节点public void removeFirst() {remove(0);}//尾删节点public void removeLast() {Node remove = tail.prev;if (remove == hand){throw new RuntimeException();}Node prev = remove.prev;prev.next = tail;tail.prev = prev;}//根据索引来查询数据public int get(int index) {Node find = findNode(index);if (find == null){throw new RuntimeException("根据该索引找不到数据");}return find.value;}//实现迭代器循环@Overridepublic Iterator<Integer> iterator() {return new Iterator<Integer>() {Node p = hand.next;@Overridepublic boolean hasNext() {return p != tail;}@Overridepublic Integer next() {int value = p.value;p = p.next;return value;}};}}

        3.0 环形双链表的说明

        环形双链表是一种数据结构,它类似于双向链表,但是链表的最后一个节点指向第一个节点,形成一个环形结构。简单来说,先对比与一般的双链表,环形双链表就是头尾节点都是同一个节点

        3.1 环形双链表 - 创建

        把环形双链表看成一个对象,该类中需要封装一个节点的内部类,对外不开放的,需要用限制修饰符来修饰。外部类中的成员变为 sentinel ,即作为头节点,也作为尾节点

代码如下:

public class MyAnnularDoubleList{private final Node sentinel;private static class Node {public Node prev;public int value;public Node next;public Node(Node prev, int value, Node next) {this.prev = prev;this.value = value;this.next = next;}}public MyAnnularDoubleList() {sentinel = new Node(null,0,null);sentinel.prev = sentinel;sentinel.next = sentinel;}}

        在创建环形双链表时,在用无参构造器就可以先把 sentinel 初始化了。

        3.2 环形双链表 - 头插节点

        根据 next =  sentinel.next 就可以得到插入点的下一个节点,就可以把新节点的指向的前一个节点来指向 sntinel,新节点的指向后一个节点来指向 next

        这里需要考虑一种情况,假设,该环形双链表中就只有一个 sentinel 节点,以上阐述的思路还能不能用呢?答案时可以的,如果实在理解不了的话,可以把一个 sentinel 节点,想象成两个 sentinel 节点,效果都是一样的,都是指向自己嘛。

代码如下:

    //头插节点public void addFirst(int value) {Node hand = sentinel;Node tail = sentinel.next;Node addNode = new Node(hand,value,tail);hand.next = addNode;tail.prev = addNode;}

        3.3 环形双链表 - 尾插节点

        根据 prev = sentinel.prev 来找到插入节点的前一个的节点,插入节点的后一个节点就是 sentinel ,新节点的指向前的节点为 prev,新节点的指向后的节点为 sentinel ,接着 prev.next 指向新节点,sentinel.prev 指向新节点。

代码如下:

    //尾插节点public void addLast(int value) {Node prev = sentinel.prev;Node next = sentinel;Node addNode = new Node(prev,value,next);prev.next = addNode;next.prev = addNode;}

        同理,不需要额外考虑当节点只有一个时,以上代码依旧可以实现尾插节点。

        3.4 环形双链表 - 头删节点

        根据 remove = sentinel.next ,可以得到需要删除的节点,再由 next = remove.next,得到删除节点的后一个节点,这样三个节点后已知了,santinel.next 指向 next ,next.prev 指向sentinel ,剩下的没有被引用的节点(对象),会被 JVM 自动回收

代码如下:

    //头删节点public void removeFirst() {Node remove = sentinel.next;if (remove == sentinel) {throw new RuntimeException("删除失败!");}Node next = remove.next;sentinel.next = next;next.prev = sentinel;}

        需要注意的是,当删除的节点为 sentinel 需要抛出异常,但是个人感觉不加判断也可以,sentinel 根本不会被删除,即使只有 sentinel 一直被删除。

        3.5 环形双链表 - 尾删节点

        根据 remove = sentinel.prev 得到需要删除的节点,通过 prev = remove.prev 得到需要删除的前一个节点,prev.next 指向 sentinelsentinel.prev 指向 prev 即可。

代码如下:

    //尾删节点public void removeLast() {Node remove = sentinel.prev;Node prev = remove.prev;prev.next = sentinel;sentinel.prev = prev;}

        同样的,当删除的节点为 sentinel 需要抛出异常,但是个人感觉不加判断也可以,sentinel 根本不会被删除,即使只有 sentinel 一直被删除。

         3.6 环形链表 - 根据值来删除节点

        先独立一个方法,根据值来查询节点,一开始的循环节点为 sentinel.next ,对于 sentinel 里面的值是什么根本不在乎的。循环终止条件为:p == sentinel 已经转完一圈了。找到就返回该节点,找不到就返回 null 。删除的原理是一样的,得先找到三个节点,然后把前后节点直接关联起来。

代码如下:

    //根据值来删除节点private Node findValue (int value) {for (Node p = sentinel.next; p != sentinel; p = p.next) {if (p.value == value) {return p;}}return null;}public void removeValue (int value) {Node remove = findValue(value);if (remove == null) {throw new RuntimeException("找不到该数据来删除相对应的节点");}Node prev = remove.prev;Node next = remove.next;prev.next = next;next.prev = prev;}

        需要注意的是,当接收到的节点为 null 时,需要抛出异常,找不到对应该值的节点。

        4.0 环形双链表完整的实现代码

import java.util.Iterator;public class MyAnnularDoubleList implements Iterable<Integer>{private final Node sentinel;private static class Node {public Node prev;public int value;public Node next;public Node(Node prev, int value, Node next) {this.prev = prev;this.value = value;this.next = next;}}public MyAnnularDoubleList() {sentinel = new Node(null,0,null);sentinel.prev = sentinel;sentinel.next = sentinel;}//头插节点public void addFirst(int value) {Node hand = sentinel;Node tail = sentinel.next;Node addNode = new Node(hand,value,tail);hand.next = addNode;tail.prev = addNode;}//尾插节点public void addLast(int value) {Node prev = sentinel.prev;Node next = sentinel;Node addNode = new Node(prev,value,next);prev.next = addNode;next.prev = addNode;}//头删节点public void removeFirst() {Node remove = sentinel.next;if (remove == sentinel) {throw new RuntimeException("删除失败!");}Node next = remove.next;sentinel.next = next;next.prev = sentinel;}//尾删节点public void removeLast() {Node remove = sentinel.prev;Node prev = remove.prev;prev.next = sentinel;sentinel.prev = prev;}//根据值来删除节点private Node findValue (int value) {for (Node p = sentinel.next; p != sentinel; p = p.next) {if (p.value == value) {return p;}}return null;}public void removeValue (int value) {Node remove = findValue(value);if (remove == null) {throw new RuntimeException("找不到该数据来删除相对应的节点");}Node prev = remove.prev;Node next = remove.next;prev.next = next;next.prev = prev;}//实现迭代器@Overridepublic Iterator<Integer> iterator() {return new Iterator<Integer>() {Node p = sentinel.next;@Overridepublic boolean hasNext() {return p != sentinel;}@Overridepublic Integer next() {int value = p.value;p = p.next;return value;}};}
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/139785.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Dell戴尔灵越Inspiron 7700 AIO一体机电脑原厂预装Windows10系统

链接&#xff1a;https://pan.baidu.com/s/1-slgR9t4Df_eko0Y6xaeyw?pwdmk0p 提取码&#xff1a;mk0p 灵越7700一体机原装出厂系统自带声卡驱动、无线网卡驱动、面部识别等所有驱动、出厂主题壁纸、系统属性专属LOGO标志、Office办公软件、MyDell等预装程序 由于时间关系,…

Linux如何修改主机名(hostname)(亲测可用)

文章目录 背景Linux如何修改主机名&#xff08;hostname&#xff09;方法方法1. 使用 hostnamectl 命令示例 2. 编辑 /etc/hostname 文件注意事项 背景 我创建虚拟机的时候没设置主机名&#xff0c;现在显示localhost&#xff0c;有点尴尬&#x1f605;&#xff1a; 需要重新设…

冒泡排序

贵阳这个地方的天气变化好大呀&#xff0c;前两天晒大太阳&#xff0c;今天就冷的脚抖&#xff0c;简直不要太冷&#xff0c;但是不管怎么样&#xff0c;还是要学习的哟&#xff01; 冬天来了&#xff0c;春天确实还有一点远&#xff01; 好了&#xff0c;话不多说&#xff0c;…

SpringBoot 缓存之 @Cacheable 详细介绍

一、简介 1、缓存介绍 Spring 从 3.1 开始就引入了对 Cache 的支持。定义了 org.springframework.cache.Cache 和 org.springframework.cache.CacheManager 接口来统一不同的缓存技术。并支持使用 JCache&#xff08;JSR-107&#xff09;注解简化我们的开发。&#xfeff; 其…

由浅入深学习统计学 - 常用统计图形学习

学习笔记 第一章- 信息图形化 图形化&#xff08;可视化&#xff09; 在一堆数据中&#xff0c;自己发现了这些数据的规律&#xff0c;但是无法表述给其他人知道&#xff0c;图形化就是便于他人理解数据的规律的展示的手段。 或者说我们也可以从统计的数据图形中发现某些没有…

城市内涝积水预防,万宾科技内涝监测仪如何预警?

近几年来城市内涝所引发的安全隐患极为突出&#xff0c;影响着城市道路安全&#xff0c;而且也让市民心中多有惶恐。一旦城市内涝问题出现背后不仅是路面积水问题&#xff0c;更会导致城市无法正常运行&#xff0c;导致市民日常生活和工作受到影响。所以对于排水防涝设施的建设…

Linux之基础开发工具gdb调试器的使用(三)

文章目录 一、Linux调试器-gdb使用1、安装gdb2、背景3、Debug和release4、区分Debug和release 二、Linux调试器-gdb命令演示1、显示指定行之后的代码&#xff08;自动记录最后一条指令&#xff09;2、断点1、打印断点2、查看断点3、删除断点4、使能&#xff08;禁用/开启&#…

智能一体化管网水位监测仪怎么样?

城市排水管网是城市正常运行的关键环节&#xff0c;这是地上和地下通道的连接点&#xff0c;一旦出现问题便会影响城市生命线建设的工程进展。在复杂的地下管道内想要了解水位数据&#xff0c;对于政府部门来讲是一个管理难题。如果可以采取智能产品在其中发挥作用&#xff0c;…

docker.service配置docker镜像加速

加速器配置方法很多&#xff0c;小白我用的是docker.service文件&#xff0c;所以直接在里面配置啊 配置以后&#xff0c;要systemctl daemon-reload下 &#xff0c;然后docker info 下看下镜像地址是否是自己已配置的 docker run --privilegedtrue --name mytomcat -p 8080…

改进YOLO系列 | YOLOv5/v7 引入反向残差注意力模块 iRMB | 《ICCV 2023 最新论文》

论文地址:https://arxiv.org/abs/2301.01146 代码地址:https://github.com/zhangzjn/EMO 本论文着重于开发现代、高效、轻量级的模型,用于进行密集预测,同时在参数、FLOPs和性能之间进行权衡。倒置残差块(IRB)作为轻量级CNN的基础设施,但在基于注意力的研究中尚未找到对…

电脑版微信收到的图片怎么样自动保存到指定文件夹中?

8-5 在平时的工作中&#xff0c;如果你每天都需要接收并保存很多同事发来的图片&#xff0c;如何实现自动保存在微信上接收到的图片呢&#xff1f;本文的方法也许适合你&#xff0c;它可以自动把微信上收到的图片、视频、文件帮你保存到指定地方&#xff0c;可以大大地提高工作…

Pinia 状态管理器 菠萝:Option Store风格

Pinia介绍&#xff1a; Pinia 是 Vue 的专属状态管理库&#xff0c;它允许你跨组件或页面共享状态。 Pinia 大小只有 1kb 左右&#xff0c;超轻量级&#xff0c;你甚至可能忘记它的存在&#xff01; 相比 Vuex,Pinia 的优点&#xff1a; 更贴合 Vue 3 的 Composition API 风…

No185.精选前端面试题,享受每天的挑战和学习

🤍 前端开发工程师(主业)、技术博主(副业)、已过CET6 🍨 阿珊和她的猫_CSDN个人主页 🕠 牛客高级专题作者、在牛客打造高质量专栏《前端面试必备》 🍚 蓝桥云课签约作者、已在蓝桥云课上架的前后端实战课程《Vue.js 和 Egg.js 开发企业级健康管理项目》、《带你从入…

STM32 寄存器配置笔记——GPIO配置输出

一、概述 本文主要介绍GPIO 作为输出时的寄存器配置。包括时钟配置&#xff0c;输出模式配置。以STM32F10xxx系列为例&#xff0c;配置PA8、PD2端口作为输出&#xff0c;输出高/低电平。 二、配置流程 1&#xff09;GPIO外设时钟 通过查找STM32F10xxx中文参考手册得知&#xf…

【Python大数据笔记_day07_hive中的分区表、分桶表以及一些特殊类型】

分区表 分区表的特点/好处:需要产生分区目录,查询的时候使用分区字段筛选数据,避免全表扫描从而提升查询效率 效率上注意:如果分区表在查询的时候呀没有使用分区字段去筛选数据,效率不变 分区字段名注意:分区字段名不能和原有的字段名重复,因为分区字段名要作为字段拼接到表后…

Postman常见报错与解决方法,持续更新~

postman中文文档 基本操作&#xff1a;从控制台查看请求报错 如果 Postman 无法发送你的请求&#xff0c;或者如果它没有收到你发送请求的 API 的响应&#xff0c;你将收到一条错误消息。此消息将包含问题概述和指向控制台的链接&#xff0c;你可以在其中访问有关请求的详细信…

HelloGitHub 社区动态,开启新的篇章!

今天这篇文章是 HelloGitHub 社区动态的第一篇文章&#xff0c;所以我想多说两句&#xff0c;聊聊为啥开启这个系列。 我是 2016 年创建的 HelloGitHub&#xff0c;它从最初的一份分享开源项目的月刊&#xff0c;现如今已经成长为 7w Star 的开源项目、1w 用户的开源社区、全网…

Spring Cloud和Kubernetes + Spring Boot 用哪个?

Spring Cloud和Kubernetes Spring Boot都是用于构建微服务架构的解决方案&#xff0c;它们各有优势和不足&#xff0c;选择哪个更好取决于你的具体需求和上下文。 Spring Cloud是一个基于Spring Boot的微服务开发框架&#xff0c;它提供了一套完整的微服务解决方案&#xff0…

Flink SQL自定义表值函数(Table Function)

使用场景&#xff1a; 表值函数即 UDTF&#xff0c;⽤于进⼀条数据&#xff0c;出多条数据的场景。 开发流程&#xff1a; 实现 org.apache.flink.table.functions.TableFunction 接⼝实现⼀个或者多个⾃定义的 eval 函数&#xff0c;名称必须叫做 eval&#xff0c;eval ⽅法…