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;
  }
}