news 2026/1/23 0:50:51

数据结构:链表,栈,队列的知识总结与代码实现

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
数据结构:链表,栈,队列的知识总结与代码实现

链表数据结构详解

链表是一种动态数据结构,由一系列节点组成,每个节点包含数据域和指针域。与数组不同,链表不需要连续的内存空间,这使得它在内存管理方面更加灵活。链表的主要类型包括单向链表、双向链表和循环链表,每种类型都有其特定的应用场景。

链表节点实现
public class LinkNode { public int data; public LinkNode next; public LinkNode(int data){ this.data = data; } }

这段代码定义了链表的基本组成单元。每个节点包含两个重要部分:data字段存储实际数据,next指针指向下一个节点。构造函数初始化节点时只需要传入数据值,next指针默认为null,表示当前节点是链表的末尾。

链表基本操作
public class LinkList { public LinkNode head = new LinkNode(-1); public void endInsert(int data){ LinkNode node = new LinkNode(data); LinkNode cur = head; while (cur.next != null){ cur = cur.next; } cur.next = node; } }

链表类以哨兵节点head作为起始点,简化边界条件处理。endInsert方法实现了尾插法,通过遍历找到最后一个节点,然后将新节点附加其后。这种方法保持了元素的原始顺序,时间复杂度为O(n)。

链表长度计算
public int getLength(){ LinkNode cur = head; int n = 0; while (cur.next != null){ cur = cur.next; n++; } return n; }

长度计算方法通过遍历整个链表并计数实现。哨兵节点不计入长度,因此head.next开始统计。这种方法的时间复杂度为O(n),需要访问每个节点一次。

链表遍历打印
public void print(){ LinkNode cur = head; while (cur.next != null){ System.out.print(cur.next.data+" "); cur = cur.next; } }

打印方法展示了链表的标准遍历模式。通过next指针依次访问每个节点,输出其数据值。注意这里跳过了哨兵节点的数据输出,保持了接口的整洁性。

头插法实现
public void headInsert(int data){ LinkNode node = new LinkNode(data); node.next = head.next; head.next = node; }

头插法将新节点直接插入到链表头部,操作仅需常数时间O(1)。这种方法建立的链表是逆序的,常用于需要快速插入的场景,如实现栈数据结构。

按索引删除节点
public void remove(int index){ LinkNode cur = head; for (int i = 0;i < index;i++){ cur = cur.next; } cur.next = cur.next.next; }

删除操作首先定位到目标位置的前驱节点,然后修改其next指针跳过目标节点。这种方法的时间复杂度为O(n),主要消耗在定位过程上,实际删除操作是O(1)。

栈数据结构解析

栈是LIFO(后进先出)的线性结构,只允许在栈顶进行操作。这种限制使得栈在各种算法中表现出色,特别是需要回溯的场景。

数组实现栈
public class Stack { int[] arr; int top = -1; public Stack(int size){ arr = new int[size]; } }

这段代码使用数组作为底层存储,top指针初始化为-1表示空栈。数组实现需要预先指定大小,适合元素数量可预测的场景,访问速度快但缺乏灵活性。

入栈操作
public void push(int data){ if (top == arr.length-1){ System.out.println("栈已满"); return; } top++; arr[top] = data; }

入栈前检查栈是否已满,避免数组越界。top指针先自增再存储数据,体现了栈顶动态移动的特性。这种实现的时间复杂度为O(1)。

出栈操作
public void pop(){ if (top == -1){ System.out.println("栈已空"); return; } System.out.println(arr[top]); top--; }

出栈操作返回当前栈顶元素并将指针下移。检查栈空条件防止非法访问。注意这里只是打印而非返回元素值,实际应用中可能需要修改为返回数据。

队列数据结构剖析

队列是FIFO(先进先出)的线性结构,在队尾插入,队头删除。这种特性使其成为任务调度等场景的理想选择。

循环队列实现
public class Queue{ int[] arr; int r = -1; int c = -1; public Queue(int size){ arr = new int[size]; } }

这段代码实现了循环队列,使用两个指针r(rear)和c(front)分别追踪队尾和队头。初始状态都为-1表示空队列。数组实现需要考虑循环利用空间的问题。

入队操作
public void push(int data){ if (r - c == arr.length){ System.out.println("队列已满"); return; } r++; arr[r % arr.length] = data; }

入队操作通过模运算实现循环存储,当指针到达数组末尾时自动回到起始位置。满队列条件r-c == arr.length确保不会覆盖未处理的元素

出队操作
public void pop(){ if (r == c){ System.out.println("队列已空"); return; } c++; System.out.println(arr[c]); }

出队操作同样使用模运算处理循环,但这里简化了实现。注意指针先移动再访问数据,与栈操作顺序相反。空队列条件r == c表示没有可处理元素

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2025/12/26 0:20:44

如何快速掌握Mermaid Live Editor:专业图表制作的终极指南

如何快速掌握Mermaid Live Editor&#xff1a;专业图表制作的终极指南 【免费下载链接】mermaid-live-editor Edit, preview and share mermaid charts/diagrams. New implementation of the live editor. 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/me/mermaid-live-ed…

作者头像 李华
网站建设 2026/1/22 15:45:32

YOLO模型部署到生产环境的最佳实践

YOLO模型部署到生产环境的最佳实践 在智能制造车间的质检线上&#xff0c;每分钟都有成百上千个工件经过摄像头。传统人工目检不仅效率低、易疲劳&#xff0c;还难以满足99.9%以上的缺陷检出率要求。而如今&#xff0c;一套搭载YOLO模型的边缘视觉系统&#xff0c;能在200毫秒内…

作者头像 李华
网站建设 2026/1/23 0:39:30

LobeChat能否实现语音播报控制?播放/暂停手势操作设想

LobeChat能否实现语音播报控制&#xff1f;播放/暂停手势操作设想 在智能设备日益渗透日常生活的今天&#xff0c;我们对人机交互的期待早已超越了“打字—回看”的原始模式。越来越多用户希望与AI助手的交流更自然、更直观——就像和真人对话一样&#xff0c;能听、会说&#…

作者头像 李华
网站建设 2026/1/11 15:42:57

LobeChat能否实现AI策马骑士?中世纪战争策略模拟推演

LobeChat能否实现AI策马骑士&#xff1f;中世纪战争策略模拟推演 在一场虚拟的山地攻城战中&#xff0c;一位“骑士”正通过低沉而庄重的声音向指挥官进言&#xff1a;“敌军箭塔居高临下&#xff0c;白日强攻恐损兵折将。不如遣轻骑夜探小径&#xff0c;趁守军换岗之时突入。”…

作者头像 李华
网站建设 2025/12/24 18:27:27

FlutterOpenHarmony商城App地址管理组件开发

前言 地址管理是商城应用中订单配送的基础功能&#xff0c;用户需要添加、编辑、删除收货地址&#xff0c;并在下单时选择配送地址。一个设计良好的地址管理组件能够让用户快速完成地址操作&#xff0c;减少下单过程中的摩擦。本文将详细介绍如何在Flutter和OpenHarmony平台上开…

作者头像 李华