使用单类实现链表？

Question

我是数据结构的新手。在学习它时，我无法理解这两种链表实现之间的区别。

在我所见最多的地方，每个人都在使用下面提到的链表的第一个实现。

通过两个类：

 class Node{
    int data;
    int value;
    Node next;
    Node(int data){
        this.data = data;
        this.next = null;
    }

    Node(int data, Node next){
        this.next = next;
        this.data = data;
    }
}

class LinkedList{
    Node head;
    LinkedList(Node head){
        this.head = head;
    }
    LinkedList(){
        this.head = null;
    }

    void insert(int data){
        //it will insert at the end
        //logic
     }
    //Other methods.

}

但这是我的问题，为什么我们需要两个类来实现它。假设我使用以下实现：

class Node{
    int data;
    int value;
    Node next;
    Node(int data){
        this.data = data;
        this.next = null;
    }

    Node(int data, Node next){
        this.next = next;
        this.data = data;
    }

    void appendToTail(int d){
        Node node = new Node(4);
        Node traversal = this;

        while(traversal.next!=null){
            traversal = traversal.next;
        }
        traversal.next = n; 
    }
}

现在我可以在一个班级里用它做所有事情，不是吗？请告诉我这种方法有什么问题，因为它非常混乱。

Answer 1

在第二个版本中，Node 类也用作列表的头部。但问题是，如果你有一个Node 实例，你无法判断它当前是否是列表的头部。

为什么重要？

考虑一下当你在列表的开头添加一个新元素时会发生什么；例如

Node list1 = new Node(1, null);
Node list2 = new Node(2, list1);

现在，list1 可以是一个列表，也可以是另一个列表的一部分……或者两者兼而有之。仅通过查看 Node 对象本身的表示，无法知道是哪种情况。

确实，不难想出一些错误可能导致列表进入不再“类似列表”的状态的示例。

list2.next = list1;  // creates a cycle!

相比之下，在LinkedList 和Node 类型不同的版本中，角色之间有明显的区别。如果您随后将Node 类设为LinkedList 的私有内部类，则后者可以管理数据结构以防止形成不需要的结构（例如循环）。

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现在我可以在一个班级里用它做所有事情不是吗？

这是真的。

但真正的意义在于，通过两个类（并适当使用其他 Java 语言特性），您可以创建一个抽象，该抽象始终表现就像一个适当的列表。

请告诉我这种方法有什么问题，因为它非常混乱。

确实如此。明智地使用抽象可以减少混乱。通过在LinkedList 类的抽象边界后面隐藏列表数据结构和操作它们的方法，您可以更轻松地编写可以安全使用列表的代码。

Answer 2

one-class 方法看起来相当有限，不是吗？使用链接列表的好处是可以轻松访问它的头部和尾部。拥有一个链表可以显着提高运行时间，而不是通过每个节点来寻找尾部。说到删除，这绝对是数据结构课程中的一个关键话题，二分类方法比一分类方法实用得多。在二分类方法中，您可以随意迭代和重新分配头或尾。在 one-class 方法中，首先创建的节点意味着一切，并且由于您无法定义头部或尾部，因此在删除发生后跟踪所有节点变得非常具有挑战性。 TLDR：二类方法允许更轻松的访问，进而加快运行时间。