面试之路（10）-BAT面试之java实现单链表的插入和删除

时间：2024-01-03 09:02:20

链表的结构：

链表在空间是不连续的，包括：

  • 数据域（用于存储数据）
  • 指针域（用于存储下一个node的指针）

    面试之路（10）-BAT面试之java实现单链表的插入和删除

单项链表的代码实现：

节点类

  • 构造函数
  • 数据域的get，set方法
  • 指针域的get，set方法

代码：



public class Node {
    Object element; //数据域
    Node next;  //指针域
    //构造方法
    public Node(Object obj, Node nextval) {
        this.element = obj;
        this.next = nextval;
    }

    //获得当前结点的指针域
    public Node getNext() {
        return this.next;
    }

    //获得当前结点数据域的值
    public Object getElement() {
        return this.element;
    }
    //设置当前结点的指针域
    public void setNext(Node nextval) {
        this.next = nextval;
    }

    //设置当前结点数据域的值
    public void setElement(Object obj) {
        this.element = obj;
    }

    public String toString() {
        return this.element.toString();
    }
}

list类的接口实现代码：（其中把Node作为内部类了）


public interface ListForTest {
    //获得线性表长度
    public int size();

    //判断线性表是否为空
    public boolean isEmpty();

    //插入元素
    public void insert(int index, Object obj) throws Exception;

    //删除元素
    public void delete(int index) throws Exception;

    //获取指定位置的元素
    public Object get(int index) throws Exception;
}

list的实现类代码：


public class TextList implements ListForTest{
    Node head; //头指针
    Node current;//当前指针
    int size;//数量
    //构造函数
    public TextList(){
        head = new Node(null,null);
        current = head;
        this.size = 0;
    }
    //当前索引函数
     public void index(int index) throws Exception
        {
            if(index <0 || index > size -1)
            {
              throw new Exception("参数错误！");
            }
            int j=0;//循环变量
            while(current != null&&j<index)
            {
                current = current.next;
                j++;
            }

        }
    public int size() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.size;
    }

    public boolean isEmpty() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.size == 0;
    }

    public void insert(int index, Object obj) throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
        if(index <0 ||index >size)
        {
            throw new Exception("参数错误！");
        }
        if(index == 0){
            Node node = new Node(obj,head);
            head = node;
        }else{
             index(index-1);//定位到要操作结点的前一个结点对象。
                current.setNext(new Node(obj,current.next));
        }
        size++;
    }

    public void delete(int index) throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
        //判断链表是否为空
        if(isEmpty())
        {
            throw new Exception("链表为空，无法删除！");
        }
        if(index <1 ||index >size)
        {
            throw new Exception("参数错误！");
        }
        if(index == 0){
            head = head.next;
        }else{
             index(index-1);//定位到要操作结点的前一个结点对象。
             current.setNext(current.next.next);
        }
        size--;
    }

    public Object get(int index) throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
        if(index <0 || index >size-1)
        {
            throw new Exception("参数非法！");
        }
        index(index);

        return current.getElement();
    }
    public class Node {
        Object element; //数据域
        Node next;  //指针域
        //构造方法
        public Node(Object obj, Node nextval) {
            this.element = obj;
            this.next = nextval;
        }

        //获得当前结点的指针域
        public Node getNext() {
            return this.next;
        }

        //获得当前结点数据域的值
        public Object getElement() {
            return this.element;
        }
        //设置当前结点的指针域
        public void setNext(Node nextval) {
            this.next = nextval;
        }

        //设置当前结点数据域的值
        public void setElement(Object obj) {
            this.element = obj;
        }

        public String toString() {
            return this.element.toString();
        }
    }

}

单链表的效率分析：

在单链表的任何位置上插入数据元素的概率相等时，在单链表中插入一个数据元素时比较数据元素的平均次数为：

面试之路（10）-BAT面试之java实现单链表的插入和删除

删除单链表的一个数据元素时比较数据元素的平均次数为：

面试之路（10）-BAT面试之java实现单链表的插入和删除

因此，单链表插入和删除操作的时间复杂度均为O（n）。另外，单链表读取数据元素操作的时间复杂度也为O（n）。

顺序表和单链表的比较：

顺序表

优点：主要优点是支持随机读取，以及内存空间利用效率高；

　　缺点：主要缺点是需要预先给出数组的最大数据元素个数，而这通常很难准确作到。当实际的数据元素个数超过了预先给出的个数，会发生异常。另外，顺序表插入和删除操作时需要移动较多的数据元素。

链表

优点：主要优点是不需要预先给出数据元素的最大个数。另外，单链表插入和删除操作时不需要移动数据元素；

　　缺点：主要缺点是每个结点中要有一个指针，因此单链表的空间利用率略低于顺序表的。另外，单链表不支持随机读取，单链表取数据元素操作的时间复杂度为O（n）；而顺序表支持随机读取，顺序表取数据元素操作的时间复杂度为O（1）。

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