Простая реализация односвязного списка в Java

Опубликовано: 2013-11-27

Реализация односвязного списка в Java

В этом уроке я покажу простую реализацию односвязного списка в Java.

Связный список — это последовательность узлов в памяти, такая что:

  • Есть стартовый узел.
  • Каждый узел содержит указатель, указывающий на следующий или дочерний узел.
  • Если узел не имеет дочернего узла, его указатель устанавливается в NULL.
  • Каждый узел содержит данные, может быть, много.
  • Связанный список также имеет функции, которые управляют списком, выполняя добавления, удаления, изменение данных узла, возвращая количество узлов и т.д. и т.п.

Если у вас есть какие-либо из приведенных ниже вопросов, то вы попали в нужное сообщение в блоге:

  • Как удалить данный узел в связанном списке
  • Удалить узел в середине односвязного списка
  • ОДНОСВЯЗНЫЙ СПИСОК :: УДАЛЕНИЕ (УДАЛЕНИЕ)
  • Удаление узлов из односвязного списка

Связный список используется для тех же целей, что и массив. Однако у связанного списка есть некоторые преимущества: массив имеет фиксированный размер (если только он не выделяется динамически), связанный список может увеличиваться за счет захвата новой памяти из кучи по мере необходимости. Если вы храните список в массиве, а затем удаляете элемент в середине, то вам придется переместить много элементов вниз на один, чтобы закрыть пробел. Но в связанном списке вы просто перенаправляете указатели вокруг удаляемого узла, а затем удаляете его.

Вот простая реализация односвязного списка:

CrunchifyNode.java
Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
package com . crunchify . tutorials ;
 
/**
* @author Crunchify.com
*
*/
 
public class CrunchifyNode <V> {
     // instance variables
     private V element ;
     private CrunchifyNode <V> next ;
 
     // constructor first
     public CrunchifyNode ( ) {
         this ( null , null ) ;
     }
 
     public CrunchifyNode ( V element , CrunchifyNode <V> next ) {
         this . element = element ;
         this . next = next ;
     }
 
     public V getElement ( ) {
         return element ;
     }
 
     public CrunchifyNode <V> getNext ( ) {
         return next ;
     }
 
     public void setElement ( V element ) {
         this . element = element ;
     }
 
     public void setNext ( CrunchifyNode <V> next ) {
         this . next = next ;
     }
 
}

CrunchifySinglyLinkedList.java
Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
package com . crunchify . tutorials ;
 
/**
* @author Crunchify.com
*
*/
 
public class CrunchifySinglyLinkedList <V> {
     // Instance Variables. Add the tail reference.
     protected CrunchifyNode <V> head , tail ;
     protected long size ;
 
     // Empty list constructor first
     public CrunchifySinglyLinkedList ( ) {
         head = null ;
         tail = null ;
         size = 0 ;
     }
 
     // Method to add CrunchifyNodes to the list. Storage space for the CrunchifyNode is already allocated in the calling method
     public void addFirst ( CrunchifyNode <V> CrunchifyNode ) {
         // Set the tail only if this is the very first CrunchifyNode
         if ( tail == null )
             tail = CrunchifyNode ;
         CrunchifyNode . setNext ( head ) ; // Make next of the new CrunchifyNode refer to the head
         head = CrunchifyNode ; // Give head a new value
 
         // change the size
         size ++ ;
     }
 
     // Add new CrunchifyNode after current CrunchifyNode, checking to see if we are at the tail
     public void addAfter ( CrunchifyNode <V> currentCrunchifyNode , CrunchifyNode <V> newCrunchifyNode ) {
         if ( currentCrunchifyNode == tail )
             tail = newCrunchifyNode ;
         newCrunchifyNode . setNext ( currentCrunchifyNode . getNext ( ) ) ;
         currentCrunchifyNode . setNext ( newCrunchifyNode ) ;
 
         // change the size
         size ++ ;
     }
 
     // Add new CrunchifyNode after the tail CrunchifyNode.
     public void addLast ( CrunchifyNode <V> CrunchifyNode ) {
         CrunchifyNode . setNext ( null ) ;
         tail . setNext ( CrunchifyNode ) ;
         tail = CrunchifyNode ;
         size ++ ;
     }
 
     // Methods to remove CrunchifyNodes from the list. (Unfortunately, with a single linked list. there is no way to remove last. Need a previous reference to do that.
     public CrunchifyNode <V> removeFirst ( ) {
         if ( head == null )
             System . err . println ( "Error:  Attempt to remove from an empty list" ) ;
 
         // save the one to return
         CrunchifyNode <V> temp = head ;
 
         // do reference manipulation
         head = head . getNext ( ) ;
         temp . setNext ( null ) ;
         size -- ;
 
         return temp ;
 
     }
 
     // Remove the CrunchifyNode at the end of the list. tail refers to this CrunchifyNode, but since the list is single linked, there is no way to refer to the CrunchifyNode before the tail CrunchifyNode. Need to traverse the list.
     public CrunchifyNode <V> removeLast ( ) {
         // Declare local variables/objects
         CrunchifyNode <V> CrunchifyNodeBefore ;
         CrunchifyNode <V> CrunchifyNodeToRemove ;
 
         // Make sure we have something to remove
         if ( size == 0 )
             System . err . println ( "Error:  Attempt to remove fron an empty list" ) ;
 
         // Traverse through the list, getting a reference to the CrunchifyNode before the trailer. Since there is no previous reference.
         CrunchifyNodeBefore = getFirst ( ) ;
 
         for ( int count = 0 ; count < size - 2 ; count ++ )
             CrunchifyNodeBefore = CrunchifyNodeBefore . getNext ( ) ;
 
         // Save the last CrunchifyNode
         CrunchifyNodeToRemove = tail ;
 
         // Let's do the pointer manipulation
         CrunchifyNodeBefore . setNext ( null ) ;
         tail = CrunchifyNodeBefore ;
         size -- ;
 
         return CrunchifyNodeToRemove ;
     }
 
     // Remove a known CrunchifyNode from the list. No need to search or return a value. This method makes use of a 'before' reference in order to allow list manipulation.
     public void remove ( CrunchifyNode <V> CrunchifyNodeToRemove ) {
         // Declare local variables/references
         CrunchifyNode <V> CrunchifyNodeBefore , currentCrunchifyNode ;
 
         // Make sure we have something to remove
         if ( size == 0 )
             System . err . println ( "Error:  Attempt to remove fron an empty list" ) ;
 
         // Starting at the beginning check for removal
         currentCrunchifyNode = getFirst ( ) ;
         if ( currentCrunchifyNode == CrunchifyNodeToRemove )
             removeFirst ( ) ;
         currentCrunchifyNode = getLast ( ) ;
         if ( currentCrunchifyNode == CrunchifyNodeToRemove )
             removeLast ( ) ;
 
         // We've already check two CrunchifyNodes, check the rest
         if ( size - 2 > 0 ) {
             CrunchifyNodeBefore = getFirst ( ) ;
             currentCrunchifyNode = getFirst ( ) . getNext ( ) ;
             for ( int count = 0 ; count < size - 2 ; count ++ ) {
                 if ( currentCrunchifyNode == CrunchifyNodeToRemove ) {
                     // remove current CrunchifyNode
                     CrunchifyNodeBefore . setNext ( currentCrunchifyNode . getNext ( ) ) ;
                     size -- ;
                     break ;
                 }
 
                 // Change references
                 CrunchifyNodeBefore = currentCrunchifyNode ;
                 currentCrunchifyNode = currentCrunchifyNode . getNext ( ) ;
             }
         }
 
     }
 
     // The gets to return the head and/or tail CrunchifyNodes and size of the list
     public CrunchifyNode <V> getFirst ( ) {
         return head ;
     }
 
     public CrunchifyNode <V> getLast ( ) {
         return tail ;
     }
 
     public long getSize ( ) {
         return size ;
     }
 
}

Не стесняйтесь оставлять свои комментарии, если вы обнаружите какую-либо ошибку или другое условие, которое не обрабатывается правильно :). Ваш отзыв очень важен.