Java 链表

    按链表的组织形式分有ArrayList和LinkList两种。ArrayList内部其实是用数组的形式实现链表，比较适合链表大小确定或较少对链表进行增删操作的情况，同时对每个链表节点的访问时间都是constant；而LinkList内部以一个List实现链表，比较适合需要频繁对链表进行操作的情况，对链表节点的访问时间与链表长度有关O(N)。
    另外，根据实现形式可以分为直接式（想不出什么合适的名字，姑且这样吧）和使用Iterator（迭代模式）两种方法。直接式的实现方法和C/C++中的写法差不多；而使用Iterator时，需要实现java.lan中的Iterable接口（或者也可以自己在链表内部定义自己的Iterator method）

 使用迭代模式的优点：
           1，实现功能分离，简化容器接口。让容器只实现本身的基本功能，把迭代功能委让给外部类实现，符合类的设计原则。
           2，隐藏容器的实现细节。
           3，为容器或其子容器提供了一个统一接口，一方面方便调用；另一方面使得调用者不必关注迭代器的实现细节。
           4，可以为容器或其子容器实现不同的迭代方法或多个迭代方法。
    我觉得第4点说的很好，对于一堆数据而言，不同的人（或业务逻辑）使用它的方式也不尽相同，定义一个theIterator继承Iterator，不仅提供next，hasNext 以及remove这个最小的操作集合，同时也可以提供更多的其它方法。在theIterator的实现类中，具体实现不同的迭代方法，比如顺序、逆序或根据其它语义进行遍历等，再通过类厂的方式将一个theIterator实现的对象交给用户使用。
下面我给出两个例子：
    首先是直接式实现链表的例子，这个例子只提供了几种链表操作的基本方法，仅用于示意：
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  1. public class MyList<AnyType>  {  
  2.   
  3. private class Node<AnyType>{  
  4.   
  5. public  Node<AnyType> pre;  
  6.   
  7. public  Node<AnyType> next;  
  8.   
  9. public  AnyType      data;  
  10.   
  11. public Node(AnyType d, Node<AnyType>p, Node<AnyType> n){}  
  12.   
  13. public Node(){}  
  14.   
  15. }  
  16.   
  17. private int theSize;  
  18.   
  19. private Node<AnyType> Header;  
  20.   
  21. private Node<AnyType> Tail;  
  22.   
  23. public MyList(){}  
  24.   
  25. public void add(AnyType item){}  
  26.   
  27. public boolean isEmpty(){}  
  28.   
  29. public int size(){}  
  30.   
  31. public AnyType get( int idx){}  
  32.   
  33. public void print(){}  
  34.   
  35. }  

Node<AnyType>类定义了双向链表中节点的结构，它是一个私有类，而其属性和构造函数都是公有的，这样，其父类可以直接访问其属性，而外部类根本不知道Node类的存在。Data是节点中的数据与，pre指向前一个Node节点，next指向后一个Node节点。其构造函数的实现如下，不解释：

 
 

  1. public Node(AnyType d, Node<AnyType>p, Node<AnyType> n){  
  2.   
  3. this.data = d;  
  4.   
  5. this.pre = p;  
  6.   
  7. this.next = n;  
  8.   
  9. }  
  10.   
  11. public Node(){  
  12.   
  13. this.data = null;  
  14.   
  15. this.pre = null;  
  16.   
  17. this.next = null;  
  18.   
  19. }  



 

 

下面我们看一下链表的构造函数实现：

 

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  1. public MyList(){  
  2.   
  3. theSize = 0;  
  4.   
  5. Header = new Node<AnyType>(null,null,null);  
  6.   
  7. Tail   =  new Node<AnyType>(null,Header,null);  
  8.   
  9. Header.next = Tail;  
  10.   
  11. }  



 

我们构造了一个带有头、尾节点的双向链表，头节点的Next指向尾节点，为节点的pre指向头节点。链表长度起始为0。

继续贴上链表类其它方法的实现，不解释了，应该比较清楚：

 

 

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  1. public void add(AnyType item){  
  2.   
  3.      Node<AnyType> aNode = new Node<AnyType>(item,null,null);  
  4.   
  5.      Tail.pre.next = aNode;  
  6.   
  7.      aNode.pre = Tail.pre;  
  8.   
  9.      aNode.next = Tail;  
  10.      
  11.      Tail.pre = aNode;  
  12.   
  13.      theSize++;  
  14.   
  15. }  
  16.   
  17. public boolean isEmpty(){  
  18.   
  19.      return ( theSize == 0);  
  20.   
  21. }  
  22.   
  23. public int size(){  
  24.   
  25.      return theSize;  
  26.   
  27. }  
  28.   
  29. public AnyType get( int idx){  
  30.   
  31.      if(idx > theSize-1 || idx < 0)  
  32.   
  33.            throw new IndexOutOfBoundsException();  
  34.   
  35.    
  36.   
  37.      Node<AnyType> current = new Node<AnyType>(null,Header,null);  
  38.   
  39.    
  40.   
  41.     for(int i = 0; i<idx; i++)  
  42.   
  43.        current = current.next;  
  44.   
  45.    return current.data;  
  46.   
  47. }  
  48.   
  49. public void print(){  
  50.   
  51.     Node<AnyType> current = Header.next;  
  52.   
  53. while(current.next != null){  
  54.    //如果AnyType是你自己定义 //的数据类型，那么请务必提供  
  55.    //一个toString方法，要么就不  
  56.    //要在链表里实现print方法。  
  57.   System.out.println(current.data.toString());   
  58.     
  59.   current = current.next;  
  60.   
  61. }  
  62.   
  63. }  



 

第二个例子是用迭代方法实现链表的例子，下面是类定义：

 

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  1. public class MyListItr<Type> implements Iterable<Type> {  
  2.   
  3. private class Node<Type>{  
  4.   
  5. public Type data;  
  6.   
  7. public Node<Type> pre;  
  8.   
  9. public Node<Type> next;  
  10.   
  11. public Node(){}  
  12.   
  13. public Node(Type d, Node<Type> p, Node<Type> n){}  
  14.   
  15. }  
  16.   
  17.    
  18.   
  19.    
  20.   
  21. private Node<Type> Header;  
  22.   
  23. private Node<Type> Tail;  
  24.   
  25. private int theSize;  
  26.   
  27.    
  28.   
  29. public MyListItr(){}  
  30.   
  31.    
  32.   
  33.    
  34.   
  35. public void add(Type item){}  
  36.   
  37.    
  38.   
  39. public void print(){}  
  40.   
  41.    
  42.   
  43. public int size(){}  
  44.   
  45. @Override  
  46.   
  47. public Iterator<Type> iterator() {}  
  48.   
  49.    
  50.   
  51. private class MyListIterator implements Iterator<Type>{  
  52.   
  53. @Override  
  54.   
  55. public boolean hasNext() {}  
  56.   
  57. @Override  
  58.   
  59. public Type next() {}  
  60.   
  61. @Override  
  62.   
  63. public void remove() {}  
  64.   
  65. }  
  66.   
  67. }  



 

  这里主要说一下与前面例子不同的地方：MyListItr类实现了Java.lan.Itrable接口，因此我们必须实现其public Iterator<Type> iterator() {}方法，它的返回值是一个迭代器对象，那么我就定义一个内部私有类——MyListIterator，这个类实现了iterator接口。在public Iterator<Type> iterator() 方法中，我就构造这么一个MyListIterator的对象并返回。

    Iterator接口有三个方法是我们必须实现的，hasNext，next和remove，这是迭代操作的最小集合了。对于不同的迭代器执行方式，我们可以定义多个类似MyListIterator这样的实现类，只要在链表类中的iterator() 方法中把具体实现类的对象返回给用户就OK了。

   罗嗦两句：我感觉如果我们定义链表类时，如果不继承Iterable接口，而是直接在类内部提供 public theIterator Iterator() 方法，theIterator是一个自定义接口，继承自Iterator接口，这样我们可以提供遵循theIterator接口的各种迭代方式的不同实现类，并通过一个类厂方法在链表的public theIterator Iterator() 方法中把具体迭代实现类的对象交给用户，以此就可以根据不同的需求，提供链表的多种迭代方式。我觉得这种方法是可行的，但并没有具体实验。

   下面只贴出链表iterator()方法和迭代实现类的MyListIterator代码，其它方法就不重复贴了：

 

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    1. @Override  
    2.   
    3. public Iterator<Type> iterator() {  
    4.   
    5. return new MyListIterator();  
    6.   
    7. }  
    8.   
    9. private class MyListIterator implements Iterator<Type>{  
    10.   
    11. Node<Type> current = Header.next;  
    12.   
    13. @Override  
    14.   
    15. public boolean hasNext() {  
    16.   
    17. return (current != Tail);  
    18.   
    19. }  
    20.   
    21. @Override  
    22.   
    23. public Type next() {  
    24.   
    25. 　　if(!hasNext())  
    26.   
    27. 　　　　throw new IndexOutOfBoundsException();　　  
    28.   
    29. 　　Type item = current.data;  
    30.   
    31. 　　current = current.next;  
    32.   
    33. 　　return item;  
    34. }  
    35.   
    36. @Override  
    37.   
    38. public void remove() {  
    39.   
    40. 　　if( !hasNext())  
    41.   
    42. 　　　　throw new NoSuchElementException();  
    43.   
    44. 　　current.pre.next = current.next;  
    45. 　　current.next.pre = current.pre;  
    46. 　　current = current.next;  
    47.   
    48. 　　theSize--;  
    49. }  
    50.   
    51. }  
posted @ 2016-06-01 16:02  Onlyだ  阅读(286)  评论(0)  编辑  收藏  举报