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java雙向循環鏈表實現程序

編輯:更多關於編程

       例1

     代碼如下  

    package com.xlst.util;
     
     import java.util.HashMap;
     import java.util.Map;
     import java.util.UUID;
     
     /**
      * 雙向循環鏈表
      * 完成時間:2012.9.28
      * 版本1.0
      * @author xlst
      *
      */
     public class BothwayLoopLinked {
         /**
          * 存放鏈表長度的 map
          * 
          * 如果簡單使用 static int 型的 size 基本類型變量,則只能維護一個雙向循環鏈表。
          * 同時存在兩個及以上雙向循環鏈表時,數據會錯亂
          */
         private static final Map<String, Integer> sizeMap = new HashMap<String, Integer>();
         /**
          * 雙向鏈表的 id
          * 一個雙向一個唯一的 id
          * 根據這個id可以從 sizeMap 中取出當前鏈表的長度
          */
         private String linkedId = null;
         
         /**
          * 節點中的數據
          */
         private Object data = null;
         
         /**
          * 前一個節點(初始化時是自身)
          */
         private BothwayLoopLinked prev = this;
         /**
          * 後一個節點(初始化時是自身)
          */
         private BothwayLoopLinked next = this;
         
         public BothwayLoopLinked(){}
         
         /**
          * 在節點之後插入新節點
          * @param newLinked 新插入的節點
          */
         public void insertAfter(BothwayLoopLinked newLinked){
             //    原來的前節點與後節點
             BothwayLoopLinked oldBefore = this;
             BothwayLoopLinked oldAfter = this.next;
             
             //    設置 newLinked 與原前節點的關系
             oldBefore.next = newLinked;
             newLinked.prev = oldBefore;
             
             //    設置 newLinked 與原後節點的關系
             oldAfter.prev = newLinked;
             newLinked.next = oldAfter;
             
             //    鏈表長度加一
             changeSize(+1);
             //    綁定新節點的 linkedId
             newLinked.linkedId = this.linkedId;
         }
         
         /**
          * 在節點之前插入新節點
          * @param newLinked 新插入的節點
          */
         public void insertBefore(BothwayLoopLinked newLinked){
             //    原來的前節點與後節點
             BothwayLoopLinked oldBefore = this.prev;
             BothwayLoopLinked oldAfter = this;
             
             //    設置 newLinked 與原前節點的關系
             oldBefore.next = newLinked;
             newLinked.prev = oldBefore;
             
             //    設置 newLinked 與原後節點的關系
             oldAfter.prev = newLinked;
             newLinked.next = oldAfter;
             
             //    鏈表長度加一
             changeSize(+1);
             //    綁定新節點的 linkedId
             newLinked.linkedId = this.linkedId;
         }
         
         /**
          * 從鏈表結構中刪除自身
          * @return 被刪除的節點
          */
         public BothwayLoopLinked remove(){
             return remove(this);
         }
         /**
          * 從鏈表結構中刪除指定節點
          * @param linked 要刪除的節點
          * @return 被刪除的節點
          */
         public BothwayLoopLinked remove(BothwayLoopLinked linked){
             linked.prev.next = linked.next;
             linked.next.prev = linked.prev;
             
             linked.prev = linked;
             linked.next = linked;
             
             //    鏈表長度減一
             changeSize(-1);
             //    取消該節點的 linkedId
             this.linkedId = null;
             
             //    返回被刪除的節點
             return linked;
         }
         
         /**
          * 改變鏈表長度(默認長度加1),私有方法
          */
         private void changeSize(){
             changeSize(1);
         }
         /**
          * 改變鏈表長度(根據參數),私有方法
          * @param value 改變的長度值(可以為負數)
          */
         private void changeSize(int value){
             if(this.linkedId == null){
                 this.linkedId = UUID.randomUUID().toString();
                 
                 sizeMap.put(linkedId, 1 + value);    //    sizeMap.put(linkedId, 2);
             }else{
                 Integer size = sizeMap.get(this.linkedId);
                 //    Integer 是引用類型,更新值之後不必再 put 回 sizeMap 裡
                 size += value;
             }
         }
     
         public Object getData() {
             return data;
         }
     
         public void setData(Object data) {
             this.data = data;
         }
     
         /**
          * 獲取鏈表的長度
          * 如果是新生的節點 或 從鏈表中刪除的節點,則作為獨立鏈表,長度是 1
          * @return 鏈表的長度
          */
         public int getSize() {
             return (linkedId == null) ? 1 : sizeMap.get(this.linkedId);
         }
     
         public BothwayLoopLinked getPrev() {
             return prev;
         }
     
         public BothwayLoopLinked getNext() {
             return next;
         }
     }

      例2

     代碼如下  

    /**
     * 雙向循環鏈表測試
     * @author GKT
     * @param <E>
     */
    public class Node<E> 
    {
        private E element;            //結點數據
        private Node<E> next;        //上結點
        private Node<E> previous;    //下結點
        private static int size=0;    //鏈表長

        //默認關結點next previous都是空,
        public Node()
        {
            this.element=null;
            this.next=null;
            this.previous=null;
        }
        
        private Node(E element,Node<E> next,Node<E> previous)
        {
            this.element=element;
            this.next=next;
            this.previous=previous;
        }

        /**
         * 尾部添加元素 e
         * @param e
         */
        public void addAfter(E e)
        {
            //定義新結點,next-->頭結點;previous-->頭結點.previous(尾結點)
            Node<E> newNode=new Node<E>(e,this,this.previous==null?this:this.previous);
            //頭結點next為空則讓它指向newNode
            if(this.next==null)
            {
                this.next=newNode;
            }
            //頭結點previous為空則讓它指向newNode
            if(this.previous==null)
            {
                this.previous=newNode;
            }
            this.previous.next=newNode;
            this.previous=newNode;
            size++;
        }
        /**
         * 頭部添加元素 e
         * @param e
         */
        public void addBefor(E e)
        {
            Node<E> newNode=new Node<E>(e,this.next==null?this:this.next,this);
            if(this.next==null)
            {
                this.next=newNode;
            }
            if(this.previous==null)
            {
                this.previous=newNode;
            }
            this.next.previous=newNode;
            this.next=newNode;
            size++;
        }
        /**
         * 在index處添加元素e
         * @param e
         * @param index
         */
        public void add(E e,int index)
        {
            //索引越界
            if(index>=size || index<0)
            {
                throw new IndexOutOfBoundsException("Node.get():"+index);
            }
            else
            {
                //index>size/2,反向遍歷
                if(index>size>>1)
                {
                    Node<E> temp=this;
                    for(int i=size;i>index;i--)
                    {
                        temp=temp.previous;
                    }
                    Node<E> newNode=new Node<E>(e,temp,temp.previous);
                    temp.previous.next=newNode;
                    temp.previous=newNode;
                }
                else
                {
                    Node<E> temp=this;
                    for(int i=0;i<=index;i++)
                    {
                        temp=temp.next;
                    }
                    Node<E> newNode=new Node<E>(e,temp,temp.previous);
                    temp.previous.next=newNode;
                    temp.previous=newNode;
                }
                size++;
            }
        }
        /**
         * 刪除第index個元素
         * @param index
         */
        public void remove(int index)
        {
            //索引越界
            if(index>=size || index<0)
            {
                throw new IndexOutOfBoundsException("Node.get():"+index);
            }
            else
            {
                //index>size/2,反向遍歷
                if(index>size>>1)
                {
                    Node<E> temp=this;
                    for(int i=size;i>index;i--)
                    {
                        temp=temp.previous;
                    }
                    temp.previous.next=temp.next;
                    temp.next.previous=temp.previous;
                }
                else
                {
                    Node<E> temp=this;
                    for(int i=0;i<=index;i++)
                    {
                        temp=temp.next;
                    }
                    temp.previous.next=temp.next;
                    temp.next.previous=temp.previous;
                }
                size--;
            }
        }

        /**
         * 取得第index個元素
         * @param index
         * @return
         */
        public E get(int index)
        {
            //索引越界
            if(index>=size || index<0)
            {
                throw new IndexOutOfBoundsException("Node.get():"+index);
            }
            else
            {
                //index>size/2,反向遍歷
                if(index>size>>1)
                {
                    Node<E> temp=this;
                    for(int i=size;i>index;i--)
                    {
                        temp=temp.previous;
                    }
                    return temp.element;
                }
                else
                {
                    Node<E> temp=this;
                    for(int i=0;i<=index;i++)
                    {
                        temp=temp.next;
                    }
                    return temp.element;
                }
            }
        }
        public int size()
        {
            return size;
        }
        
        public static void main(String a[])
        {
            Node node=new Node();
            node.addAfter("1");
            node.addAfter("2");
            node.addAfter("3");
            node.addBefor("0");
            node.add("7", 0);
            System.out.println(node.get(0) );
            System.out.println(node.get(1) );
            System.out.println(node.get(2) );
            System.out.println(node.get(3) );
            System.out.println(node.get(4) );
            
        }
    }

      這兩個鏈表最大的不同就是頭結點是否是啞元,以及取出元素(get函數)的時候for循環變量i的不同:

      雙向循環鏈表(和java.util包的設計一樣):由於head是啞元,因此取元素從head的下一個結點取

      單向鏈表:head不是啞元,第一次必須取head頭結點的元素,因此循環上和雙向循環鏈表不同。也就是第一次get並沒有進入for循環,直接返回了頭結點,從第二次才開始進入for循環,這裡要特別注意

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