Java使用带有LinkedList的节点

Question

我一直在研究我最近购买的一本书中的一些标准编码面试问题，并且遇到以下问题和答案：

实现一种算法，以找到链表中的第n个元素。

这是提供的答案：

public static LinkedListNode findNtoLast(LinkedListNode head, int n) { //changing LinkedListNode to ListNode<String>
        if(head == null || n < 1) {
            return null;
        }
        LinkedListNode p1 = head;
        LinkedListNode p2 = head;
        for(int j = 0; j < n-1; ++j) {
            if(p2 == null) {
                return null;
            }
            p2 = p2.next;
        }
        if(p2 == null) {
            return null;
        }
        while(p2.next != null) {
            p1 = p1.next;
            p2 = p2.next;
        }
        return p1;
    }

我了解该算法，其工作原理以及为什么书将其列出为答案，但我对如何访问LinkedListNodes作为方法的参数发送感到困惑。 我知道我必须创建一个LinkedListNode类（因为Java还没有一个类），但是我似乎无法弄清楚该怎么做。 这令人沮丧，因为我觉得我应该知道该怎么做。 这是我一直在努力的事情。 如有任何澄清，我将不胜感激。 您可以扩展/评论我的代码，也可以提供自己的选择。 谢谢。

class ListNode<E> {
    ListNode<E> next;
    E data;

    public ListNode(E value) {
        data = value;
        next = null;
    }

    public ListNode(E value, ListNode<E> n) {
        data = value;
        next = n;
    }

    public void setNext(ListNode<E> n) {
        next = n;
    }
}

public class MyLinkedList<E> extends LinkedList {
    LinkedList<ListNode<E>> list;
    ListNode<E> head;
    ListNode<E> tail;
    ListNode<E> current;
    ListNode<E> prev;

    public MyLinkedList() {
        list = null;
        head = null;
        tail = null;
        current = null;
        prev = null;
    }

    public MyLinkedList(LinkedList<E> paramList) {
        list = (LinkedList<ListNode<E>>) paramList; //or maybe create a loop assigning each ListNode a value and next ptr
        head = list.getFirst();
        tail = list.getLast(); //will need to update tail every time add new node
        current = null;
        prev = null;
    }

    public void addNode(E value) {
        super.add(value);
        //ListNode<E> temp = tail;
        current = new ListNode<E>(value);
        tail.setNext(current);
        tail = current;
    }

    public LinkedList<ListNode<E>> getList() {
        return list;
    }

    public ListNode<E> getHead() {
        return head;
    }

    public ListNode<E> getTail() {
        return tail;
    }

    public ListNode<E> getCurrent() {
        return current;
    }

    public ListNode<E> getPrev() {
        return prev;
    }


}

LinkedListNode如何从LinkedList前进？

更新：我认为我的部分困惑来自主要方法中的内容。 我是否需要创建ListNode的LinkedList？ 如果这样做，我将如何将ListNode彼此连接？ 在不使用LinkedList集合对象的情况下如何连接它们？ 如果有人可以告诉我他们如何编写主要方法，那么我认为这将使我有足够的视角来解决问题。 这是我对main方法的最新尝试：

public static void main(String args[]) {
        LinkedList<ListNode<String>> list = new LinkedList<ListNode<String>>();
        //MyLinkedList<ListNode<String>> list = new MyLinkedList(linkedList);
        list.add(new ListNode<String>("Jeff"));
        list.add(new ListNode<String>("Brian"));
        list.add(new ListNode<String>("Negin"));
        list.add(new ListNode<String>("Alex"));
        list.add(new ListNode<String>("Alaina"));
        int n = 3;
        //ListIterator<String> itr1 = list.listIterator();
        //ListIterator<String> itr2 = list.listIterator();
        LinkedListNode<String> head = new LinkedListNode(list.getFirst(), null);
        //String result = findNtoLast(itr1, itr2, n);
        //System.out.println("The " + n + "th to the last value: " + result);
        //LinkedListNode<String> nth = findNtoLast(list.getFirst(), n);
        ListNode<String> nth = findNtoLast(list.getFirst(), n);
        System.out.println("The " + n + "th to the last value: " + nth);
    }

为了在不使用自定义链接列表类的情况下连接节点，我将ListNode类编辑为以下内容：

class ListNode<E> {
    ListNode<E> next;
    ListNode<E> prev; //only used for linking nodes in singly linked list
    ListNode<E> current; //also only used for linking nodes in singly linked list
    E data;
    private static int size = 0;

    public ListNode() {
        data = null;
        next = null;
        current = null;
        if(size > 0) { //changed from prev != null because no code to make prev not null
            prev.setNext(this);
        }
        size++;
    }
    public ListNode(E value) {
        data = value;
        next = null;
        current = this;
        System.out.println("current is " + current);
        if(size > 0) {
            prev.setNext(current);//this line causing npe
        }
        else
        {
            prev = current;
            System.out.println("prev now set to " + prev);
        }
        size++;
        System.out.println("after constructor, size is " + size);
    }

    public ListNode(E value, ListNode<E> n) {
        data = value;
        next = n;
        current = this;
        if(size > 0) {
            prev.setNext(this);
        }
        size++;
    }

    public void setNext(ListNode<E> n) {
        next = n;
    }
}

现在，程序将运行直到达到prev.setNext（current）;。 在ListNode的单个参数构造函数中。 达到此行时，current和prev都不为空。 任何建议将不胜感激。 谢谢。

Answer 1

您实际上不需要单独的LinkedList类； ListNode类是一个链表。 或者，换句话说，对列表头的引用是对列表的引用。

您发布的示例代码中使用head，tail，current，prev来自双重链接列表，该列表是一种双向双向链接的数据类型。 对于某些类型的应用程序（例如查找第n个最后一项），这更有效。

因此，我建议将您的ListNode类重命名为LinkedList并在tail next重命名。

要将新项目添加到列表中，您需要一个方法来创建一个新列表，其中新项目位于其顶部。 这是一个例子：

class LinkedList<E> {
    ...

    private LinkedList(E value, LinkedList<E> tail) {
        this.data = value;
        this.tail = tail;
    }

    public LinkedList<E> prependItem(E item) {
        return new LinkedList(item, this);
    }
}

然后，要添加新项i到list请使用list = list.prependItem(i);

如果出于某种原因您需要始终将项目添加到末尾，则：

private LinkedList(E value) {
    this.data = value;
    this.tail = null;
}

public void appendItem(E item) {
    LinkedList<E> list = this;
    while (list.tail != null)
        list = list.tail;
    list.tail = new LinkedList<>(item);
}

但是，对于长列表来说，这显然效率很低。 如果需要执行此操作，则可以使用其他数据结构，也可以在添加完毕后反转列表。

顺便说一下，这样做的一个有趣的副作用是，对列表中任何项目的引用都是对链接列表的引用。 这使得递归非常容易。 例如，这是一个用于查找列表长度的递归解决方案：

public int getLength(LinkedList list) {
    if (list == null) {
        return 0;
    } else {
        return 1 + getLength(list.getTail());
    }
}

并使用此简单（但效率很低！）解决方案来解决您提供的问题-我将方法重命名为使其功能更加明显：

public LinkedList getTailOfListOfLengthN(LinkedList list, int n) {
    int length = getLength(list);
    if (length < n) {
        return null;
    } else if (length == n) {
        return list;
    } else {
        return getTailOfLengthN(list.getTail(), n);
    }
}

并反转列表：

public LinkedList<E> reverse() {
    if (tail == null) {
        return this;
    } else {
        LinkedList<E> list = reverse(tail);
        tail.tail = this;
        tail = null;
        return list;
    }
}

我希望您能看到，这使方法比分离节点列表类要优雅得多。

Answer 2

实际上，您已经使用ListNode类创建了一个链接列表。

链表由节点和对另一个链表的引用组成（请参阅递归？）。