實驗指導書

首先定义单链表的数据类型——单链表类LinkList，包括题目要求的插入、删除、查找等基本操作。为了便于查看操作结果，设计一个输出方法依次输出单链表的元素。

public class LinkList implements IList {

private Node head;// 单链表的头指针

// 单链表的构造函数

public LinkList() {

head = new Node(); // 初始化头结点

}

public LinkList(int n, boolean Order) throws Exception {

this();// 初始化头结点

if (Order) // 用尾插法顺序建立单链表

create1(n);

else

// 用头插法逆位序建立单链表

create2(n);

}

// 用尾插法顺序建立单链表。其中n为该单链表的元素个数

public void create1(int n) throws Exception {

Scanner sc = new Scanner(System.in);// 构造用于输入的对象

for (int j = 0; j < n; j++)

// 输入n个元素的值

insert(length(), sc.next());// 生成新结点,插入到表尾

}

// 用头插法逆位序建立单链表。其中n为该单链表的元素个数

public void create2(int n) throws Exception {

Scanner sc = new Scanner(System.in);// 构造用于输入的对象

for (int j = 0; j < n; j++)

// 输入n个元素的值

insert(0, sc.next());// 生成新结点,插入到表头

}

// 将一个已经存在的带头结点单链表置成空表

public void clear() {

head.setData(null);

head.setNext(null);

}

// 判断当前带头结点的单链表是否为空

public boolean isEmpty() {

return head.getNext() == null;// 判断首结点是否为空

}

// 求带头结点单链表中的数据元素个数并由函数返回其值

public int length() {

Node p = head.getNext();// 初始化,p指向首结点,length为计数器

int length = 0;

while (p != null) {// 从首结点向后查找，直到p为空

p = p.getNext();// 指向后继结点

++length;// 长度增1

}

return length;

}

// 读取带头结点单链表中的第i个数据元素

public Object get(int i) throws Exception {

Node p = head.getNext();// 初始化,p指向首结点,j为计数器

int j = 0;

while (p != null && j < i) {// 从首结点向后查找，直到p指向第i个元素或p为空

p = p.getNext();// 指向后继结点

++j;// 计数器的值增1

}

if (j > i || p == null) { // i小于0或者大于表长减1

throw new Exception("第" + i + "个元素不存在");// 输出异常

}

return p.getData();// 返回元素p

}

// 在带头结点单链表中第i个数据元素之前插入一个值为x的数据元素

public void insert(int i, Object x) throws Exception {

Node p = head;// 初始化p为头结点,j为计数器

int j = -1; // 第i个结点前驱的位置

while (p != null && j < i - 1) {// 寻找i个结点的前驱

p = p.getNext();

++j;// 计数器的值增1

}

if (j > i - 1 || p == null) // i不合法

throw new Exception("插入位置不合理");// 输出异常

Node s = new Node(x); // 生成新结点

s.setNext(p.getNext());// 插入单链表中

p.setNext(s);

}

// 将线性表中第i个数据元素删除。其中i取值范围为：0≤i≤length()- 1,如果i值不在此范围则抛出异常

public void remove(int i) throws Exception {

Node p = head;// p指向要删除结点的前驱结点

int j = -1;

while (p.getNext() != null && j < i - 1) {// 寻找i个结点的前驱

p = p.getNext();

++j;// 计数器的值增1

}

if (j > i - 1 || p.getNext() == null) { // i小于0或者大于表长减1

throw new Exception("删除位置不合理");// 输出异常

}

p.setNext(p.getNext().getNext());// 删除结点

}

// 在带头结点的单链表中查找值为x的元素，如果找到，则函数返回该元素在线性表中的位置，否则返回-1

public int indexOf(Object x) {

Node p = head.getNext();// 初始化,p指向首结点,j为计数器

int j = 0;

while (p != null && !p.getData().equals(x)) {// 从单链表中的首结点元素开始查找，直到p.getData()指向元素x或到达单链表的表尾

p = p.getNext();// 指向下一个元素

++j;// 计数器的值增1

}

if (p != null)// 如果p指向表中的某一元素

return j;// 返回x元素在顺序表中的位置

else

return -1;// x元素不在顺序表中

}

// 输出线性表中的数据元素

public void display() {

Node node = head.getNext();// 取出带头结点的单链表中的首结点元素

while (node != null) {

System.out.print(node.getData() + " ");// 输出数据元素的值

node = node.getNext();// 取下一个结点

}

System.out.println();// 换行

}

public Node getHead() {

return head;

}

public void setHead(Node head) {

this.head = head;

}

// 在非递减的有序单链表中插入一个值为x的数据元素，并使单链表仍保持有序的操作

public void insert(int  x) {

Node p = head.getNext();

Node q = head;// q用来记录p的前驱结点

int temp;

while (p != null) {

temp = ((Integer) p.getData()).intValue();

if (temp < x) {

q = p;

p = p.getNext();

} else

break;

}

Node s = new Node(x); // 生成新结点

s.setNext(p);// 将s结点插入到单链表的q结点与p结点之间

q.setNext(s);

}

// 实现对单链表就地逆置(采用的是头插法)

public void reverse() {

Node p = head.getNext();

head.setNext(null);

Node q;

while (p != null) {

q = p.getNext();

p.setNext(head.getNext());

head.setNext(p);

p = q;

}

}

// 实现删除单链表中数据域值等于x的所有结点的操作，并返回被删除结点的个数

public int removeAll(Object x) {

Node p = head.getNext();// 初始化,p指向首结点,j为计数器

Node q = head; // 用来记录p的前驱结点

int j = 0;// 用来记录被删除结点的个数

while (p != null) { // 从单链表中的首结点开始对整个链表遍历一次

if (p.getData().equals(x)) {

q.setNext(p.getNext());

++j;// 计数器的值增1

} else

q = p;

p = p.getNext();// 指向下一个元素

}

return j;// 返回被删除结点的个数

}

public static void main(String[] args) throws Exception {

// --------调用create(int n)从表尾到表头逆向建立单链表--------

System.out.println("请输入3个单链表中的数据元素：");

LinkList L = new LinkList(3, true);// 从表头到表尾顺序建立一个表长为3的单链表

System.out.println("单链表中各个数据元素：");

L.display(); // 输出单链表中所有的数据元素

// --------调用length()求顺序表的长度--------

System.out.println("单链表的长度:" + L.length());// 输出顺序表的长度

// --------调用get(int i)取出第i个元素--------

if (L.get(2) != null)// 取第二个元素

System.out.println("单链表中第2个元素:" + L.get(2));

// --------调用indexOf(Object x)查找x元素所在的位置--------

int order = L.indexOf("c");// 求出数据元素字符串c在顺序表中的位置

if (order != -1)

System.out.println("单链表中值为字符串c的数据元素的位置为：" + order);// 输出数据元素c的位置

else

System.out.println("字符'c'不在此单链表中");

// --------调用remove(int i)删除数据元素--------

L.remove(2); // 删除第二个数据元素

System.out.println("删除第二个数据元素后单链表中各个数据元素：");

L.display();

// --------调用 insert(int i, Object x)插入数据元素--------

L.insert(2, 'd');// 在单链表的第三个位置插入数据元素d

System.out.println("在2的位置插入数据元素d后单链表中各个数据元素：");

L.display(); // 输出单链表中所有的数据元素

// --------调用L.clear()将顺序表置空--------

L.clear();

System.out.println("将单链表置空后，再次打印表中的元素:");

// --------调用isEmpty()判断顺序表是否为空--------

if (L.isEmpty())

System.out.println("单链表为空");

else {

System.out.println("单链表不为空,单链表中各个数据元素：");

L.display();

}

}

}