Java描述数据结构学习之链表的增删改查详解

2019-11-26 09:58:45

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供稿：网友

前言

链表是一种常见的基础数据结构，它是一种线性表，但在内存中它并不是顺序存储的，它是以链式进行存储的，每一个节点里存放的是下一个节点的“指针”。在Java中的数据分为引用数据类型和基础数据类型，在Java中不存在指针的概念，但是对于链表而言的指针，指的就是引用数据类型的地址。

链表和数组都是线性的数据结构，对于数组而言其长度是固定的，由于在内存中其是连续的，因此更适合做查找与遍历，而链表在内存中是并不是顺序存储的，但是由于其是通过“指针”构成的，因此在插入、删除时比较数组更为的方便。

下面的代码通过内部类并结合递归的方式来实现了一个简单的用Java语言描述的链表的数据结构，下面话不多说了，来一起看看详细的介绍吧

链表数据结构的定义

首先来看一下，链表数据结构的定义，代码如下：

class NodeManager { private Node root; // 根节点 private int currentIndex = 0; // 节点的序号，每次操作从0开始 public void add(int data) {} public void delNode(int data) {} public void print() {} public boolean findNode(int data) {} public boolean updateNode(int oldData, int newData) {} // 向索引之前插入 public void insert(int index, int data) {} // 谁拥有数据，谁提供方法 class Node { private int data; private Node next; // 把当前类型作为属性  public Node(int data) {  this.data = data; }  public void setData(int data) {  this.data = data; }  public int getData() {  return data; }  // 添加节点 public void addNode(int data) {}  // 删除节点 public void delNode(int data) {}  // 输出所有节点 public void printNode() {} // 查找节点是否存在 public boolean findNode(int data) {}  // 修改节点 public boolean updateNode(int oldData, int newData) {}  // 插入节点 public void insertNode(int index, int data) {} }}

对于链表的定义来说，NodeManager类是用来管理链表操作的，而成员内部类Node是用于提供链表数据与链式结构的。对于类的使用者来说，并不直接访问数据，因此操作的是NodeManager类，而内部类Node提供了真正的数据管理，因此Node类需要提供真正的数据操作方法，对于NodeManager类中也需要提供一套由外部来操作链表的方法。因此，在NodeManager类和Node类中都提供了看似相同的方法，但实际的意义并不相同。

下面来查看NodeManager类和Node类中的add()方法，代码如下：

public void add(int data) { if ( root == null ) {  root = new Node(data); } else {  root.addNode(data); }}// 添加节点public void addNode(int data) { if ( this.next == null ) {  this.next = new Node(data); } else {  this.next.addNode(data); }}

代码中上面的方法是NodeManager类中的方法，而下面的方法是Node类中的方法。

在Manager类中提供了一个root的成员变量，它用于管理链表的头节点，因此在添加节点时，会先判断root是否为空，如果为空则直接将节点由root来进行保存，如果root不为空，则通过Node类中的addNode()方法来进行添加，添加到思路是找到当前链表的最后一个节点，并将新添加到节点赋值给最后一个节点的next成员变量中。

链表增删改查

对于链表的其他操作也是相同的思路，关于链表增删改查和输出的完整代码如下：

class NodeManager { private Node root;  // 根节点 private int currentIndex = 0; // 节点的序号，每次操作从0开始  public void add(int data) {  if ( root == null ) {   root = new Node(data);  } else {   root.addNode(data);  } } public void delNode(int data) {  if ( root == null ) return ;  if ( root.getData() == data ) {   Node tmp = root;   root = root.next;   tmp = null;  } else {   root.delNode(data);  } }  public void print() {  if ( root != null ) {   System.out.print(root.getData() + " ");   root.printNode();   System.out.println();  } }  public boolean findNode(int data) {  if ( root == null ) return false;  if ( root.getData() == data ) {   return true;  } else {   return root.findNode(data);  }   }  public boolean updateNode(int oldData, int newData) {  if ( root == null ) return false;  if ( root.getData() == oldData ) {   root.setData(newData);   return true;  } else {   return root.updateNode(oldData, newData);  } }  // 向索引之前插入 public void insert(int index, int data) {  if ( index < 0 ) return ;  currentIndex = 0;  if ( index == currentIndex ) {   Node newNode = new Node(data);   newNode.next = root;   root = newNode;  } else {   root.insertNode(index, data);  } }  // 谁拥有数据，谁提供方法 class Node {  private int data;  private Node next; // 把当前类型作为属性    public Node(int data) {   this.data = data;  }    public void setData(int data) {   this.data = data;  }    public int getData() {   return data;  }    // 添加节点  public void addNode(int data) {   if ( this.next == null ) {    this.next = new Node(data);   } else {    this.next.addNode(data);   }  }    // 删除节点  public void delNode(int data) {   if ( this.next != null ) {    if ( this.next.getData() == data ) {     Node tmp = this.next;     this.next = this.next.next;     tmp = null;    } else {     this.next.delNode(data);    }   }  }    // 输出所有节点  public void printNode() {   if ( this.next != null ) {    System.out.print(this.next.getData() + " ");    this.next.printNode();   }  }    // 查找节点是否存在  public boolean findNode(int data) {   if ( this.next != null ) {    if ( this.next.getData() == data ) {     return true;    } else {     return this.next.findNode(data);    }   }      return false;  }    // 修改节点  public boolean updateNode(int oldData, int newData) {   if ( this.next != null ) {    if ( this.next.getData() == oldData ) {     this.next.setData(newData);     return true;    } else {     return this.next.updateNode(oldData, newData);    }   }   return false;  }    // 插入节点  public void insertNode(int index, int data) {   currentIndex ++;   if ( index == currentIndex ) {    Node newNode = new Node(data);    newNode.next = this.next;    this.next = newNode;   } else {    this.next.insertNode(index, data);   }  } }}

以上就是链表基本操作的完整代码，下面写一个调用的代码进行测试，代码如下：

public class LinkList { public static void main(String[] args) {  NodeManager nm = new NodeManager();  System.out.println("链表的添加（添加5、4、3、2、1）");  nm.add(5);  nm.add(4);  nm.add(3);  nm.add(2);  nm.add(1);  nm.print();  System.out.println("链表的删除（删除3）");  nm.delNode(3);  nm.print();  System.out.println("链表的查找（查找1）");  System.out.println(nm.findNode(1));  System.out.println("链表的查找（查找10）");  System.out.println(nm.findNode(10));  System.out.println("链表的更新（把1更新为10）");  nm.updateNode(1, 10);  nm.print();  System.out.println("链表的插入（在第1个位置插入20）");  nm.insert(1, 20);  nm.print();  System.out.println("链表的插入（在第0个位置插入30）");  nm.insert(0, 30);  nm.print(); }}

将代码编译、运行，结果如下图：