数据结构与算法之链表2---单向链表(Java版)

一、定义

如果一个节点包含指向另一个节点的数据域，那么多个节点可以串在一起，仅用一个变量访问整个字节序列。这样的一个节点序列就称为链表(Linked List)，其数据结构是由节点组成，每个节点保存一些信息和指向另一个节点的引用。如果每个节点仅包含指向其后继节点的一个引用，则该表就称为单向链表。表中最后一个节点通过空引用域来标识。

二、单向链表的类的定义

public class SingleLinkNode { public int info;//存储该节点的信息

public SingleLinkNode next;//指向下一个节点的引用

public SingleLinkNode(int info) { this(info,null); } /* * 初始化节点信息以及初始化下一个节点的引用 */
public SingleLinkNode(int info,SingleLinkNode next) { this.info=info; this.next=next; } }

由上面的单向链表类的定义可以看出，一个节点包含两个域，分别是info域和next域，info域用来存储该节点的信息，而next域用来把节点连接在一起形成链表，它是实现和维护链表不可获取的辅助域，但从用户的观点来看是次要的。另外，我们注意到SingleLinkNode的定义中使用到了自己，因为其中的一个域next是对刚定义的1相同类型的节点的引用，包含这类域的对象称为自引用对象。

节点的定义中同时包含两个构造函数。第二个构造函数包含两个参数，一个初始化info域，另一个初始化next域。第一个构造函数带一个参数，并且它根据第二个构造函数定义。

三、单向链表的建立过程

现在我们要建立如下图的链表





建立这个链表的一个方法是：先生成包含数字10的节点，然后是包含8的节点，最后是包含5的节点，每个节点都必须正确初始化并连接到表中。首先，执行声明和赋值。

SingleLinkNode p=new SingleLinkNode(10);

该语句生成表中第一个节点并使得p成为该节点的引用。该语句共分为四步完成：

1、创建一个新节点SingleLinkNode

2、将该节点的info域设置为10

3、将next域设置为null，空指针在引用域中用反斜杠表示。
4、使p指向新生成的节点。该引用是这个节点的地址。

第二个节点使用赋值语句：

p.next=new SingleLinkNode(8);

其中p.next代表所指几点的next域。如前所述，四步执行如下：

1、创建一个新节点

2、构造函数将该节点的info域设置为8

3、将空值赋值给next域

4、将第一个节点的next域指向新节点，将其链接到表中

第三个节点的赋值语句如下：

p.next.next=new SingleLinkNode(5);

使用如此麻烦的方法是因为整个链表只能通过变量p访问。

处理第三个节点时，同样执行四步，创建节点，初始化两个域，将该节点链接进链表中。

这个例子说明了使用引用的不便之处。链表越长，沿着next域访问尾节点的链就越长，所以我们访问链表节点还需要其他的方法。一个方法就是在链表中保存两个引用，一个指向头节点，一个指向尾节点。如下图所示：