数据结构（一）之链表

一、链表

　　链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。

　　链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

相比于线性表顺序结构，操作复杂。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。

二、单链表

单链表结点的定义：

package cn.edu.scau.mk;

/**
 *
 * @author MK
 */
public class Node<T> {

    private T data;
    private Node<T> next = null;

    public Node(T data) {
        this.data = data;
    }

    public T getData() {
        return data;
    }

    public void setData(T data) {
        this.data = data;
    }

    public Node<T> getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(Node<T> next) {
        this.next = next;
    }

}

三、单链表操作

package cn.edu.scau.mk;

import java.util.Comparator;

/**
 *
 * @author MK
 * @param <T>
 */
public class LinkedList<T> {

    protected Node<T> head = null;

    /**
     * 添加
     *
     * @param data
     */
    public void add(T data) {
        //头结点为null
        if (head == null) {
            head = new Node<>(data);
            return;
        }
        //寻找末结点
        Node<T> curNode = head;
        while (curNode.getNext() != null) {
            curNode = curNode.getNext();
        }
        curNode.setNext(new Node<>(data));//添加结点
    }

    /**
     * 删除
     *
     * @param index 下标,从0开始
     * @return
     */
    public boolean delete(int index) {
        //没有数据
        if (head == null) {
            return false;
        }
        //删除头结点
        if (index == 0) {
            head = head.getNext();
        }

        Node<T> curNode = head;
        int i = 1;
        while (curNode.getNext() != null) {

            if (i == index) {
                curNode.setNext(curNode.getNext().getNext());
                return true;
            }
            i++;
            curNode = curNode.getNext();
        }

        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+", Size: "+i);
    }

    /**
     * 长度
     *
     * @return
     */
    public int length() {
        int len = 0;
        Node<T> curNode = head;
        while (curNode != null) {
            len++;
            curNode = curNode.getNext();
        }
        return len;
    }

    /**
     * 查找
     * @param index 位置
     * @return 
     */
    public T get(int index) {
              
        Node<T> curNode = head;
        int i = 0;
        while (curNode != null) {

            if (i == index) {
               
                return curNode.getData();
            }
            i++;
            curNode = curNode.getNext();
        }

        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+", Size: "+i);
    
    }
    /**
     * 排序
     * @param comparator 比较器
     */
    public void sort(Comparator<T> comparator) {
        //没有数据
        if (head == null) {
            return;
        }
        
        Node<T> curNode = head;
        Node<T> nextNode;
        Node<T> minNode;
        while (curNode.getNext() != null) {
            minNode = curNode;  //默认最小结点为当前结点
            nextNode = curNode.getNext();  //下一个结点
            while (nextNode != null) {
                //比当前结点小，记录最小结点
                 if(comparator.compare(curNode.getData(), nextNode.getData())>0){
                     minNode=nextNode;
                 }
                 nextNode=nextNode.getNext();  //继续与下一个结点比较
            }
            //最小结点不是当前结点，交换数据
            if(minNode!=curNode){
                T data=curNode.getData();
                curNode.setData(minNode.getData());
                minNode.setData(data);
            }
            curNode=curNode.getNext();  //移至下一个结点
        }
    }
    /**
     * 打印输出
     */
    public  void print() {
         Node<T> curNode = head;
         while (curNode!=null) {            
             System.out.print(curNode.getData()+" ");
             curNode=curNode.getNext();
        }
         System.out.println();
    }
}