java将链表进行排序的方法 java如何使用链表

Java基础课 | 链表的基础操作I

• Java基础

• 构造方法
• 字符串、数组

• 缺点

• 链表

• 定义链表
• 插入操作
• 打印链表

• 题目
• 程序编写

Java基础

构造方法

使用自定义类时，若希望在new的时候就为创建的实例赋值，如：

Person zs = new Person("张三", 18);
Person ls = new Person("李四", 20);

需要在类中实现构造方法。

• 构造方法的名称必须与所属类的名称完全相同。
• 构造方法没有返回类型。

class Person {
	String name;
	int age;
	//构造方法，接受name和age参数
	public Person(String name, int age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
}

其中，this是一个关键字，表示当前示例，即，为当前示例的name和age赋值为传递的name和age。

字符串、数组

• 元素按照一定的顺序来排列
• 可以通过索引来访问数组中的元素和字符串中的字符

缺点

• 固定大小：数组的大小通常是固定的，一旦分配了内存空间，就难以动态地扩展或缩小。如果需要存储的元素数量超出了数组的大小，就需要重新分配更大的数组，并将原来数组的内容复制过去，需要执行很多额外的操作。
• 内存连续：当需要存储一些需要占用空间较大的内容，也只能找一些大块的内存区域，而空间较小的内存区域就被浪费了，从而导致内存资源浪费。
• 固定的数据类型：数组要求所有元素具有相同的数据类型，字符串存储的都是字符，无法存储不同类型的数据。
• 增删元素操作复杂：需要遍历、移位等操作，十分耗时。

链表

链表的元素在计算机中的存储可以是连续的，也可以是不连续的。每个数据元素（称之为节点）除了存储本身的信息（data数据）之外，还存储一个指示着下一个元素的地址信息（next指针），就像这些元素被一条“链”串起来。

链表的第一个节点的存储位置被成为头节点，然后通过next指针找到下一个节点，直到找到最后一个节点，最后一个节点的next指针并不存在，也就是“空”的，在Java中，用null来表示。

定义链表

在Java中，可以使用类来定义一个链表节点。由链表节点的概念，一个链表节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的引用，即包括一个数据字段和一个节点字段。

定义链表节点：

class Node {
	int data; // 数据元素
	Node next; // 指向下一个节点的引用next，类型是Node，实例名称为next
	
	// 构造方法，初始化节点对象，参数为一个整数，表示节点的data字段
	public Node(int data) {
		this.data = data;// 初始化节点的data字段
		this.next = null;// next字段初始化为null，表示新创建的节点没有下一个节点

定义链表：定义链表类，包括链表头节点和链表的节点数量这两个字段。

class LinkList {
	// 私有变量，存储链表头节点
	private Node headNode;
	// 私有变量，存储链表长度
	private int length;
	
	// 链表的构造方法，用于初始化链表对象
	public LinkList() {
		// 构造链表时，头节点为null，表示链表开始时是空的
		this.headNode = null;
		// 没有初始化length，使用默认值0，表示链表长度为0
	}
}

在Java中，一个类可以包含另一个类（内部类），内部类可以访问外部类的私有成员，将相关的类放在一起，可以使代码更具结构性和可读性。

将Node类放在LinkList类中，表明Node类是LinkList类的一部分。

class LinkList {
	// 内部类，定义链表节点，同时它是public的，可以被外部类和其他类使用
	public static class Node {
		int data;
		Node next;
		public Node(int data) {
			this.data = data;
			this.next = null;
		}
	}
	
	private Node headNode;
	private int length;
	
	public LinkList() {
		this.headNode = null;
	}
}

插入操作

定义一个方法，接收传入放入数据，并构建一个新的节点，插入到链表的尾部。具体步骤：

• 链表长度 length + 1
• 创建一个新的链表节点，初始化它的值为 data
• 如果当前链表为空链表（头节点为空 / 链表长度为0），则新创建的链表节点为头节点
• 如果当前链表不为空链表，将新的节点放入到链表的尾部，接入链表，也就是当前链表的尾部next指向新节点，新接入的链表节点变为链表的尾部。

public Node insert(int data) {
    this.length++; // 链表长度加1
    Node newNode = new Node(data); //创建一个新的链表节点
    if (this.headNode == null) { // 如果当前链表为空链表
        this.headNode = newNode; // 新创建的链表节点为头节点
    } else { // 如果当前链表不是空链表
        Node currentNode = this.headNode; // currentNode指针初始指向 新创建的链表节点为头节点
        while (currentNode.next != null) {
            // 不断移动currentNode，直到next指针为空时停止，说明已经走到最后一个节点
            currentNode = currentNode.next;
        }
        currentNode.next = newNode;
    }
    return newNode; // 返回插入的节点
}

打印链表

打印链表节点，操作步骤和遍历链表直到找到最后一个节点的过程相似。

public void printLinkList() {
    Node currentNode = headNode; //currentNode指针初始指向 头节点
    while (currentNode != null) {
        System.out.println(currentNode.data); // 输出链表数据
        currentNode = currentNode.next; // 移动 currentNode
    }
}

题目

题目描述
构建一个单向链表，链表中包含一组整数数据。输出链表中的所有元素。

要求

1. 使用自定义的链表数据结构
2. 提供一个 linkedList 类来管理链表，包含构建链表和输出链表元素的方法
3. 在 main 函数中，创建一个包含一组整数数据的链表，然后调用链表的输出方法将所有元素打印出来

输入描述
包含多组测试数据，输入直到文件尾结束。
每组的第一行包含一个整数 n，表示需要构建的链表的长度。
接下来一行包含 n 个整数，表示链表中的元素。

输出描述
每组测试数据输出占一行。
按照顺序打印出链表中的元素，用空格隔开，最后一个元素后没有空格。

程序编写

先写基础的代码结构：

import java.util.Scanner
public class Main {
    public static void main (String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while(sc.hasNextInt()) {
            
        }
        sc.close();
    }
}

然后写定义的链表类和相关方法：

// 定义链表类
class LinkList{
    // 定义链表节点
    public static class Node {
        int data;
        Node next;
        public Node(int data){
            this.data = data;
            this.next = null;
        }
    }
    // 头节点
    private Node headNode;
    // 链表长度
    private int length;
    
    public LinkList() {
        this.headNode = null;
    }
    
    //插入数据
    public Node insert(int data) {
        this.length++;
        Node newNode = new Node(data);
        if (this.headNode == null) {
            this.headNode = newNode;
            return this.headNode;
        } else {
            Node currentNode = this.headNode;
            while (currentNode.next != null) {
                currentNode = currentNode.next;
            }
            currentNode.next = newNode;
            return newNode;
        }
    }
    
    // 输出数据
    public void printLinkList() {
        Node currentNode = headNode;
        while (currentNode != null) {
            System.out.println(currentNode.data);
            currentNode = currentNode.next;
        }
    }
}

再根据输入的值构建链表。
构建完成后，根据需求调用printLinkList方法打印链表。

完整代码：

import java.util.*;

// 定义链表类
class LinkList{
    // 定义链表节点
    public static class Node {
        int data;
        Node next;
        public Node(int data){
            this.data = data;
            this.next = null;
        }
    }
    // 头节点
    private Node headNode;
    // 链表长度
    private int length;
    
    public LinkList() {
        this.headNode = null;
    }
    
    //插入数据
    public Node insert(int data) {
        this.length++;
        Node newNode = new Node(data);
        if (this.headNode == null) {
            this.headNode = newNode;
            return this.headNode;
        } else {
            Node currentNode = this.headNode;
            while (currentNode.next != null) {
                currentNode = currentNode.next;
            }
            currentNode.next = newNode;
            return newNode;
        }
    }
    
    // 输出数据
    public void printLinkList() {
        Node currentNode = headNode;
        while (currentNode != null) {
            System.out.printf("%d%c",currentNode.data, currentNode.next == null ? '\n' : ' ');
            currentNode = currentNode.next;
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main (String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        
        while(sc.hasNextInt()) {
            int n = sc.nextInt();// 接收输入的链表长度
            
            LinkList linkList = new LinkList();// 构建一个新链表
            
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                linkList.insert(sc.nextInt());// 输入的数据插到链表中
            }
            linkList.printLinkList();// 打印链表节点
        }
        sc.close();
    }
}