线性表-单向循环链表
最近被问到链表，是一个朋友和我讨论Java的时候说的。说实话，我学习编程的近一年时间里，学到的东西还是挺少的。语言是学了Java和C#，关于Web的学了一点Html+css+javascript。因为比较偏好，学习WinForm时比较认真，数据库操作也自己有所研究。但链表这个东西我还真没有学习和研究过，加上最近自己在看WPF，而课程也到了JSP了，比较紧。（链表的插入是反过来插入：先插入头节点，插入第二个是 把第二个作为头节点，第一个节点作为第二个节点。。。）
但是我还是抽了一个晚上加半天的时间看了一下单向链表。并且使用Java试着写了一个实例出来。没有接触过链表的朋友可以作为参考，希望大家多提宝贵意见。
当然，我们首先解释一下什么是链表。就我所知，链表是一种数据结构，和数组同级。比如，Java中我们使用的ArrayList，其实现原理是数组。而LinkedList的实现原理就是链表了。我的老师说，链表在进行循环遍历时效率不高，但是插入和删除时优势明显。那么他有着愈十年的编程经验，我是相信的。不过不知道他是否是说双向链表，我们在此呢只对单向链表做一个了解。
链表（Chain本文所说链表均为单向链表，以下均简称单向链表）实际上是由节点（Node）组成的，一个链表拥有不定数量的节点。而向外暴露的只有一个头节点（Head），我们对链表的所有操作，都是直接或者间接地通过其头节点来进行的。
节点（Node）是由一个需要储存的对象及对下一个节点的引用组成的。也就是说，节点拥有两个成员：储存的对象、对下一个节点的引用。
这样说可能大家不是很明白，我贴一张图大家可能更容易理解。
那么大家可能清除了，为什么说有了头节点就可以操作所有节点。因为有着不断的引用嘛！
那么在链表里的属性大概就只有两个了：头节点和节点数量。当然，根据需要，我们通常需要更多的属性。
简单的链表可以写为下面的样子：
1 package myChain;
2
3 /**
4 * （单向）链表
5 *
6 * @author Johness
7 */
8 public class PersonChain {
9 private PersonChainNode head; // 头节点
10 private int size; // 链表的实体（即节点的数量）
11 private int modCount; // 链表被操作的次数（备用）
12
13 /**
14 * 获得链表中节点数量
15 *
16 * @return 链表中节点数
17 */
18 public int getSize() {
19 return this.size;
20 }
21
22 /**
23 * 添加节点的一般方法
24 *
25 * @param p
26 * 添加到链表节点的对象 由于实现细节，作为唯一标识，同一个编号的Person只能添加一次
27 */
28 public void addNode(Person p) {
29 if (!contains(p.personNo)) { // 如果链表中没有该对象，则准备添加
30 if (head != null) { // 如果有头节点，则添加新节点作为头节点
31 head = new PersonChainNode((myChain.Person) p, head);
32 size++;
33 modCount++;
34 } else { // 如果没有头节点，则添加对象作为头节点
35 head = new PersonChainNode((myChain.Person) p, null);
36 size++;
37 modCount++;
38 }
39 }
40 }
41 }
以上的代码就是一般链表的骨架了。拥有两个重要属性。
那么做为能添加到链表的节点又该长什么样子呢？
我们可以写作如下：
1 package myChain;
2
3 /**
4 * （节点）实体，封装了'人'这个对象和下一个实体的引用
5 * 该实体将作为（单向）链表的节点
6 * @author Johness
7 */
8 public class PersonChainNode {//保存了当前对象和下一个对象的引用
9 Person person; // 人
10 PersonChainNode nextNode; // 该对象（'人'）保存的下一个对象的引用
11
12 // 获取当前实体对象（'人'）
13 public Person getPerson(){
14 return this.person;
15 }
16
17 // 获取下一个实体
18 public PersonChainNode getNextNode(){
19 return this.nextNode;
20 }
21
22 // 构造方法
23 public PersonChainNode (Person p,PersonChainNode ep){
24 this.person = p;
25 this.nextNode = ep;
26 }
27 }
当然了，这只是个大概的样子。
那么我最后在把层次梳理一下：链表是由不定数量的节点连接（通过相互之间的引用）起来的，由于这种关系，在链表里我们只定义了头节点和节点数量。节点是由存储的对象及对下一个“节点”的引用封装而成。
在添加节点到链表中时，首先添加的节点后置后，新添加的节点作为头节点引用前一个添加的节点。
废话不多说，贴上我的例子，老师说我废话多……
（以下的例子较为简陋，大家不要笑话我哈）
1 package myChain;
2
3 /**
4 * '人' 类
5 * @author Johness
6 * @version 1.0
7 */
8 public class Person {
9 String name; // 姓名
10 int age; // 年龄
11 int personNo; // 编号，用作唯一标识
12
13 // 带参构造方法
14 public Person(String name, int age, int personNo) {
15 this.name = name;
16 this.age = age;
17 this.personNo = personNo;
18 }
19
20 // 获取姓名
21 public String getName(){
22 return this.name;
23 }
24
25 // 获取年龄
26 public int getAge(){
27 return this.age;
28 }
29
30 // 获取编号
31 public int getPersonNo(){
32 return this.personNo;
33 }
34
35 // 用于输出的信息
36 public String toString(){
37 return "姓名：" + this.name + "\t年龄：" + this.age +"\t编号" + this.personNo;
38 }
39 }
1 package myChain;
2
3 /**
4 * （节点）实体，封装了'人'这个对象和下一个实体的引用
5 * 该实体将作为（单向）链表的节点
6 * @author Johness
7 */
8 public class PersonChainNode {
9 Person person; // 人
10 PersonChainNode nextNode; // 该对象（'人'）保存的下一个对象的引用
11
12 // 获取当前实体对象（'人'）
13 public Person getPerson(){
14 return this.person;
15 }
16
17 // 获取下一个实体
18 public PersonChainNode getNextEntity(){
19 return this.nextNode;
20 }
21
22 // 构造方法
23 public PersonChainNode (Person p,PersonChainNode ep){
24 this.person = p;
25 this.nextNode = ep;
26 }
27
28 // 构造方法
29 public PersonChainNode (Person p){
30 this.person = p;
31 }
32 }
1 package myChain;
2
3 /**
4 * （单向）链表
5 *
6 * @author Johness
7 */
8 public class PersonChain {
9 private PersonChainNode head; // 头节点
10 private int size; // 链表的实体（即节点的数量）
11 private int modCount; // 链表被操作的次数（备用）
12
13 /**
14 * 获得链表中节点数量
15 *
16 * @return 链表中节点数
17 */
18 public int getSize() {
19 return this.size;
20 }
21
22 /**
23 * 添加节点的一般方法
24 *
25 * @param p
26 * 添加到链表节点的对象 由于实现细节，作为唯一标识，同一个编号的Person只能添加一次
* 这表插入先插入头结点；插入第二个结点时，把第一个结点变成第二个结点，插入的结点变成第一个结点
27 */
28 public void addNode(Person p) {
29 if (!contains(p.personNo)) { // 如果链表中没有该对象，则准备添加
30 if (head != null) { // 如果有头节点，则添加新节点作为头节点
31 head = new PersonChainNode((myChain.Person) p, head);
32 size++;
33 modCount++;
34 } else { // 如果没有头节点，则添加对象作为头节点
35 head = new PersonChainNode((myChain.Person) p, null);
36 size++;
37 modCount++;
38 }
39 }
40 }
41
42 /**
43 * 通过编号删除对象
44 *
45 * @param personNo
46 * 要删除对象的编号
47 */
48 public void deleteNode(int personNo) {
49 if (size == 0) { // 如果当前链表节点数为零
50 return;
51 }
52 if (size == 1) {
53 // 如果只有一个节点并且正是需要删除的对象
54 if (head.person.personNo == personNo) {
55 head = null;
56 size = 0;
57 }
58 return;
59 }
60 // 如果不存在该对象编号
61 if (!contains(personNo)) {
62 return;
63 }
64
65 // 较为复杂的删除，定义整型保存被删除的节点的索引
66 //（删除和索引都是不存在的，这里只是一个说法）
67 int index = 0;
68 // 循环遍历，找到删除节点的索引
69 for (PersonChainNode p = head; p != null; p = p.nextNode) {
70 if (!(p.person.personNo == personNo)) {
71 index++;
72 } else {
73 break;
74 }
75 }
76 // 如果删除的是第一个节点（即头节点）
77 if (index == 0) {
78 head = new PersonChainNode(head.nextNode.person,
79 head.nextNode.nextNode); // 设置头节点后一个节点为新的头节点
80 size--; // 链表节点数减一
81 modCount++; // 链表被操作次数加一
82 return;
83 }
84
85 // 如果删除的节点不是第一个节点
86 // 循环遍历，找到被删除节点的前一个节点
87 // 其索引下标用count保存
88 int count = 0;
89 for (PersonChainNode p = head; p != null; p = p.nextNode) {
90 if (count == index - 1) { // 如果找到了被删除节点的前一个节点
91 if (index == size - 1) { // 如果被删除节点是最后一个节点
92 p.nextNode = null; // 将被删除节点的前一个节点的引用指向空引用
93 } else { // 如果被删除节点不是最后一个节点
94 p.nextNode = p.nextNode.nextNode; // 将被删除节点前一个节点对其引用指向被删除节点的下一个节点
95 }
96 size--; // 减一数量
97 modCount++; // 加一操作次数
98 return;
99 }
100 count++; // 没有找到，索引加一
101 }
102 }
103
104 /**
105 * 通过姓名查找对象
106 * 未实现
107 * @param name
108 * 对象姓名
109 * @return 对象数组，可能多个
110 */
111 public Person[] searchNodeByPersonName(String name) {
112 return null;
113 }
114
115 /**
116 * 通过年龄查找对象
117 * 未实现
118 * @param age
119 * 对象年龄
120 * @return 对象数组，可能多个
121 */
122 public Person[] searchPersonByAge(int age) {
123 return null;
124 }
125
126 /**
127 * 通过编号查找对象
128 * 由于编号是唯一标识，循环遍历查找并返回即可
129 * @param personNo
130 * 对象编号
131 * @return 查找到的对象或者null
132 */
133 public Person searchNode(int personNo) {
134 Person p = null;
135 for (PersonChainNode pcn = head; pcn != null; pcn = pcn.nextNode) {
136 if (pcn.person.personNo == personNo) {
137 p = pcn.person;
138 }
139 }
140 return p;
141 }
142
143 /**
144 * 通过原对象修改及传入值修改该对象属性
145 *
146 * @param personNo
147 * 要修改的对象编号
148 * @param value
149 * 通过传入值的类型判断修改 只能修改姓名或年龄
150 */
151 public void editNode(int personNo, Object value) {
152 // 通过作为唯一标识的编号查找到对象
153 Person target = searchNode(personNo);
154 if (target == null) { // 如果对象为null
155 return;
156 }
157 if (value == null) { // 如果传入参数为null
158 return;
159 }
160 // 如果传入参数为字符串类型
161 if (value.getClass() == java.lang.String.class) {
162 target.name = value.toString();
163 return;
164 }
165 try {
166 // 如果传入参数为整型
167 target.age = Integer.parseInt(value.toString());
168 return;
169 } catch (Exception ex) {
170 // 如果传入参数类型错误
171 return;
172 }
173 }
174
175 /**
176 * 通过对象编号打印对象
177 *
178 * @param personNo
179 * 对象编号
180 */
181 public void printNode(int personNo) {
182 Person target = searchNode(personNo);
183 if (target == null) {
184 return;
185 }
186 System.out.println(target.toString());
187 }
188
189 /**
190 * 判断指定对象是否存在链表中
191 *
192 * @param personNo
193 * 对象编号
194 * @return true表示存在该对象，false表示不存在该对象
195 */
196 public boolean contains(int personNo) {
197 if (size != 0) {
198 for (PersonChainNode pcn = head; pcn != null; pcn = pcn.nextNode) {
199 if (pcn.person.personNo == personNo) {
200 return true;
201 }
202 }
203 }
204 return false;
205 }
206
207 // 排序方法
208
209 /**
210 * 通过姓名排序
211 */
212 public void sortByPersonName() {
213 }
214
215 /**
216 * 通过年龄排序
217 */
218 public void sortByPersonAge() {
219 }
220
221 /**
222 * 默认排序，通过编号排序
223 * 使用冒泡排序，增加了判断以提高效率
224 */
225 public void sort() {
226 boolean jx = true; // 冒泡排序的简化方法
227 for (PersonChainNode pcn = head; pcn != null && jx; pcn = pcn.nextNode) {
228 jx = false;
229 for (PersonChainNode pc = head; pc != null && pc.nextNode != null; pc = pc.nextNode) {
230 if (pc.person.personNo > pc.nextNode.person.personNo) {
231 Person temp = pc.person;
232 pc.person = pc.nextNode.person;
233 pc.nextNode.person = temp;
234 jx = true;
235 }
236 }
237 }
238 }
239
240 /**
241 * 打印整个链表
242 */
243 public void printAll() {
244 if (size != 0) {
245 for (PersonChainNode pcn = head; pcn != null; pcn = pcn.nextNode) {
246 System.out.println(pcn.person.toString());
247 }
248 }
249 }
250 }
2012-04-11 21:33:32
那么实际上呢，我们在Java编程中使用的LinkedList就是在其内部维护着一个链表。
实际上的操作不外乎增删改查，不同的是由于高度封装，Jdk的LinkedList是使用索引来取得对象并进行操作的。
和以上我的例子是不尽相同的，因为我是安全按照自己的需求来做的，这样比较简单，实际上为了代码重用复用和扩展。Jdk内的链表节点不知道保存的信息，因此没有办法以除了索引之外的方式获取元素。
今天课程到了Java集合框架，老师略微提了一下单向不循环链表。
我将老师的举例改编一下，帮助大家理解：
老师需要找某一个同学，但是碰巧实在放假的时间内。同学们所处的位置都不一样。老师知道班长的手机号码，所以老师打电话给了班长，班长说他也不知道，但是他知道'我'的电话，他又打给我，我也不知道那位同学的地址，我又继续向下一个同学打电话，直到找到他。
那么在以上示例中，加入每一个同学都有另一个同学的电话（有且仅有一个）。
我们就可以说符合单向链表的环境了。大家可以理解记忆。
大家都知道，我们所创建的对象是保存在内存中的。数组是如此，链表也是如此。
但是数组是一个整体空间，所有元素共用。就比如教室内上课的同学们。教室的容量是固定的，同学可少不可多，老师若希望进行查询，能够一眼看出来。
链表和其节点是不同的存储位置，比如我们一个班毕业了。有的同学去了国外，有的去了北京。大家的位置不同，但是有一定联系的。
2012-04-23 19:16:20
我们应该有所信仰。因为只有如此，我们的创造才能承担起它被赋予的责任！
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