Java模拟有序链表数据结构的示例

有序链表:
按关键值排序。删除链头时,就删除最小(/最大)的值,插入时,搜索插入的位置。
插入时需要比较O(N),平均O(N/2),删除最小(/最大)的在链头的数据时效率为O(1),
如果一个应用需要频繁的存取(插入/查找/删除)最小(/最大)的数据项,那么有序链表是一个不错的选择
优先级队列 可以使用有序链表来实现
有序链表的插入排序:
对一个无序数组,用有序链表来排序,比较的时间级还是O(N^2)
复制时间级为O(2*N),因为复制的次数较少,第一次放进链表数据移动N次,再从链表复制到数组,又是N次
每插入一个新的链结点,不需要复制移动数据,只需要改变一两个链结点的链域

import java.util.Arrays; 
import java.util.Random; 
 
/** 
 * 有序链表 对数组进行插入排序 
 * @author stone 
 */ 
public class LinkedListInsertSort<T extends Comparable<T>> { 
   
  private Link<T> first;    //首结点 
  public LinkedListInsertSort() { 
     
  } 
   
  public boolean isEmpty() { 
    return first == null; 
  } 
   
  public void sortList(T[] ary) { 
    if (ary == null) { 
      return; 
    } 
    //将数组元素插入进链表,以有序链表进行排序 
    for (T data : ary) { 
      insert(data); 
    } 
    // 
     
  } 
   
  public void insert(T data) {// 插入 到 链头, 以从小到大排序 
    Link<T> newLink = new Link<T>(data); 
    Link<T> current = first, previous = null; 
    while (current != null && data.compareTo(current.data) > 0) { 
      previous = current; 
      current = current.next; 
    } 
    if (previous == null) { 
      first = newLink; 
    } else { 
      previous.next = newLink; 
    } 
    newLink.next = current; 
  } 
   
  public Link<T> deleteFirst() {//删除 链头 
    Link<T> temp = first; 
    first = first.next; //变更首结点,为下一结点 
    return temp; 
  } 
   
  public Link<T> find(T t) { 
    Link<T> find = first; 
    while (find != null) { 
      if (!find.data.equals(t)) { 
        find = find.next; 
      } else { 
        break; 
      } 
    } 
    return find; 
  } 
   
  public Link<T> delete(T t) { 
    if (isEmpty()) { 
      return null; 
    } else { 
      if (first.data.equals(t)) { 
        Link<T> temp = first; 
        first = first.next; //变更首结点,为下一结点 
        return temp; 
      } 
    } 
    Link<T> p = first; 
    Link<T> q = first; 
    while (!p.data.equals(t)) { 
      if (p.next == null) {//表示到链尾还没找到 
        return null; 
      } else { 
        q = p; 
        p = p.next; 
      } 
    } 
     
    q.next = p.next; 
    return p; 
  } 
   
  public void displayList() {//遍历 
    System.out.println("List (first-->last):"); 
    Link<T> current = first; 
    while (current != null) { 
      current.displayLink(); 
      current = current.next; 
    } 
  } 
   
  public void displayListReverse() {//反序遍历 
    Link<T> p = first, q = first.next, t; 
    while (q != null) {//指针反向,遍历的数据顺序向后 
      t = q.next; //no3 
      if (p == first) {// 当为原来的头时,头的.next应该置空 
        p.next = null; 
      } 
      q.next = p;// no3 -> no1 pointer reverse 
      p = q; //start is reverse 
      q = t; //no3 start 
    } 
    //上面循环中的if里,把first.next 置空了, 而当q为null不执行循环时,p就为原来的最且一个数据项,反转后把p赋给first 
    first = p;  
    displayList(); 
  } 
   
  class Link<T> {//链结点 
    T data;   //数据域 
    Link<T> next; //后继指针,结点    链域 
    Link(T data) { 
      this.data = data; 
    } 
    void displayLink() { 
      System.out.println("the data is " + data.toString()); 
    } 
  } 
   
  public static void main(String[] args) { 
    LinkedListInsertSort<Integer> list = new LinkedListInsertSort<Integer>(); 
    Random random = new Random(); 
    int len = 5; 
    Integer[] ary = new Integer[len]; 
    for (int i = 0; i < len; i++) { 
      ary[i] = random.nextInt(1000); 
    } 
    System.out.println("----排序前----"); 
    System.out.println(Arrays.toString(ary)); 
    System.out.println("----链表排序后----"); 
    list.sortList(ary); 
    list.displayList(); 
  } 
} 


打印

----排序前---- 
[595, 725, 310, 702, 444] 
----链表排序后---- 
List (first-->last): 
the data is 310 
the data is 444 
the data is 595 
the data is 702 
the data is 725 

单链表反序:

public class SingleLinkedListReverse { 
   
  public static void main(String[] args) { 
    Node head = new Node(0); 
    Node temp = null; 
    Node cur = null; 
     
    for (int i = 1; i <= 10; i++) { 
      temp = new Node(i); 
      if (i == 1) { 
        head.setNext(temp); 
      } else { 
        cur.setNext(temp); 
      } 
      cur = temp; 
    }//10.next = null; 
     
    Node h = head; 
    while (h != null) { 
      System.out.print(h.getData() + "\t"); 
      h = h.getNext(); 
    } 
    System.out.println(); 
     
    //反转1 
//   h = Node.reverse1(head); 
//   while (h != null) { 
//     System.out.print(h.getData() + "\t"); 
//     h = h.getNext(); 
//   } 
     
    //反转2 
    h = Node.reverse1(head); 
    while (h != null) { 
      System.out.print(h.getData() + "\t"); 
      h = h.getNext(); 
    } 
     
     
  } 
} 
 
/* 
 * 单链表的每个节点都含有指向下一个节点属性 
 */ 
class Node { 
  Object data;//数据对象  
  Node next; //下一节点 
   
  Node(Object d) { 
    this.data = d; 
  } 
  Node(Object d, Node n) { 
    this.data = d; 
    this.next = n; 
  } 
  public Object getData() { 
    return data; 
  } 
  public void setData(Object data) { 
    this.data = data; 
  } 
  public Node getNext() { 
    return next; 
  } 
  public void setNext(Node next) { 
    this.next = next; 
  } 
  //方法1 head被重置 
  static Node reverse1(Node head) { 
 
    Node p = null; //反转后新的 头 
    Node q = head; 
    //轮换结果:012,123,234,.... 10 null null 
    while (head.next != null) { 
      p = head.next;   // 第1个 换成第2个 这时p表示原始序列头中的next 
      head.next = p.next; // 第2个 换成第3个 
      p.next = q;     //已经跑到第1位置的原第2个的下一个 就要变成 原第1个 
      q = p;       //新的第1个 要变成 当前第一个 
    } 
    return p; 
     
  } 
  //方法2 head没重置 
  static Node reverse2(Node head) { 
    //将中间节点的指针指向前一个节点之后仍然可以继续向后遍历链表 
    Node p1 = head, p2 = head.next, p3; // 前 中 后 
    //轮换结果 :012, 123, 234, 345, 456.... 9 10 null 
    while (p2 != null) { 
      p3 = p2.next;  
      p2.next = p1; //指向后 变 指向前 
      p1 = p2;   //2、3向前挪 
      p2 = p3; 
    } 
    head.next = null;//head没变,当输出到0时,再请求0.next 为1 
    return p1; 
  } 
} 

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