LinkedList.java

package com.github.ipk2015.coding2017.basic.linkedlist;

import java.util.NoSuchElementException;

import com.github.ipk2015.coding2017.basic.Iterator;
import com.github.ipk2015.coding2017.basic.List;
import com.github.ipk2015.coding2017.basic.ListUtils;

public class LinkedList implements List {
	
	private Node head;
	
	public void add(Object o){
		if(null==head){
			head=new Node();
			head.data=o;
		}else{
			Node node=head;
			while(null!=node.next){
				node=node.next;
			}
			Node addNode=new Node();
			addNode.data=o;
			node.next=addNode;   
		}
	}
	public void add(int index , Object o){
		int size=size();
		ListUtils.checkIndexInRange(index, size);
		if(index==size){
			add(o);
		}else{
			if(size==0){
				head=new Node();
				head.data=o;
			}else{
				Node node=head;
				Node addNode=new Node();
				addNode.data=o;
				for(int i=0;i<index-1;i++){
					node=node.next;
				}
				addNode.next=node.next;
				node.next=addNode;
			}
		}
	}
	public Object get(int index){
		ListUtils.checkIndexInRange(index, size()-1);
		Node node=head;
		for(int i=0;i<index;i++){
			node=node.next;
		}
		return node.data;
	}
	public Object remove(int index){
		int size=size();
		ListUtils.checkIndexInRange(index, size-1);
		Node removeNode=head;
		if(index==0){
			head=head.next;
		}else{
			Node node=head;
			for(int i=0;i<index-1;i++){
				node=node.next;
			}
			removeNode=node.next;
			node.next=removeNode.next;
		}
		return removeNode.data;
	}
	
	public int size(){
		int size=0;
		if(null==head){
			return size;
		}else{
			Node node=head.next;
			size=1;
			while(null!=node){
				node=node.next;
				size++;
			}
		}
		return size;
	}
	
	public void addFirst(Object o){
		if(null==head){
			head=new Node();
			head.data=o;
		}else{
			Node node=new Node();
			node.data=head.data;
			node.next=head.next;
			head.next=node;
			head.data=o;
		}
	}
	public void addLast(Object o){
		if(null==head){
			head=new Node();
			head.data=o;
		}else{
			Node node=head;
			while(null!=node.next){
				node=node.next;
			}
			Node addNode=new Node();
			addNode.data=o;
			node.next=addNode;
		}
	}
	public Object removeFirst(){
		if(null==head){
			throw new NoSuchElementException();
		}
		Node node=head;
		head=node.next;
		return node;
	}
	public Object removeLast(){
		if(null==head){
			throw new NoSuchElementException();
		}
		Node node=head;
		if(null==node.next){
			head=null;
			return node;
		}else{
			while(null!=node.next.next){
				node=node.next;
			}
			Node lastNode=node.next;
			node.next=null;
			return lastNode;
		}
	}
	public Iterator iterator(){
		return new Iterator(){
			private int currentPos=0;
			@Override
			public boolean hasNext() {
				int size=size();
				if(size==0){
					return false;
				}else{
					if(currentPos<size){
						return true;
					}else{
						return false;
					}
				}
			}

			@Override
			public Object next() {
				Object object= get(currentPos);
				currentPos++;
				return object;
			}
			
		};
	}
	
	
	private static  class Node{
		Object data;
		Node next;
		
	}
	
	/**
	 * 把该链表逆置
	 * 例如链表为 3->7->10 , 逆置后变为  10->7->3
	 */
	public  void reverse(){		
		if(null==head){
			return;
		}
		Node tempNode=new Node();
		Node currentNode=head.next;
		head.next=null;
		while(null!=currentNode){
			tempNode=currentNode.next;
			currentNode.next=head;
			head=currentNode;
			currentNode=tempNode;
		}
	}
	
	/**
	 * 删除一个单链表的前半部分
	 * 例如：list = 2->5->7->8 , 删除以后的值为 7->8
	 * 如果list = 2->5->7->8->10 ,删除以后的值为7,8,10

	 */
	public  void removeFirstHalf(){
		if(null==head){
			return;
		}
		Node tempNode;
		int size=size();
		size=size/2;
		for(int i=0;i<size;i++){
			tempNode=head;
			head=head.next;
			tempNode.next=null;
		}
	}
	
	/**
	 * 从第i个元素开始， 删除length 个元素 ， 注意i从0开始
	 * @param i
	 * @param length
	 */
	public  void remove(int index, int length){
		ListUtils.checkIndexInRange(index+length, size());
		if(null==head){
			return;
		}
		Node tempNode;
		if(index==0){
			for(int i=0;i<length;i++){
				tempNode=head;
				head=head.next;
				tempNode.next=null;
			}
			return;
		}
		Node startNode=head;
		for(int i=0;i<index-1;i++){
			startNode=startNode.next;
		}
		Node endNode=startNode.next;
		for(int i=0;i<length;i++){
			tempNode=endNode;
			endNode=endNode.next;
			tempNode.next=null;
		}
		startNode.next=endNode;
	}
	/**
	 * 假定当前链表和list均包含已升序排列的整数
	 * 从当前链表中取出那些list所指定的元素
	 * 例如当前链表 = 11->101->201->301->401->501->601->701
	 * listB = 1->3->4->6
	 * 返回的结果应该是[101,301,401,601]  
	 * @param list
	 */
	public  int[] getElements(LinkedList list){
		int[] array=new int[list.size()];
		Iterator iterator = list.iterator();
		int temp=0,next=0,size=0,oriSize=size();
		Node tempNode=head;
		while(iterator.hasNext()){
			next = (Integer) iterator.next();
			if(next>=oriSize){
				break;
			}
			temp=next-temp;
			for(int i=0;i<temp;i++){
				tempNode=tempNode.next;
			}
			array[size]=(Integer)tempNode.data;
			temp=next;
			size++;
		}
		return array;
	}
	
	/**
	 * 已知链表中的元素以值递增有序排列，并以单链表作存储结构。
	 * 从当前链表中中删除在list中出现的元素 

	 * @param list
	 */
	
	public  void subtract(LinkedList list){
		if(null==head){
			return;
		}
		Iterator iterator = list.iterator();
		Node tempNode=head;
		Node preNode=head;
		Node currentNode=head;
		int next,tempData=(Integer)head.data;
		boolean isEnd=false;
		while(iterator.hasNext()){
			next = (Integer) iterator.next();
			while(tempData<next){
				preNode=currentNode;
				currentNode=currentNode.next;
				if(null==currentNode){
					isEnd=true;
					break;
				}
				tempData=(Integer)currentNode.data;
			} 
			if(isEnd){
				break;
			}
			if(tempData>next){
				continue;
			}
			if(currentNode==head){
				head=head.next;
			}else{   
				preNode.next=currentNode.next;
			}
			tempNode=currentNode;
			currentNode=currentNode.next;
			tempNode.next=null;
			if(null==currentNode){
				break;
			}
			tempData=(Integer)currentNode.data;
		}
	}
	
	/**
	 * 已知当前链表中的元素以值递增有序排列，并以单链表作存储结构。
	 * 删除表中所有值相同的多余元素（使得操作后的线性表中所有元素的值均不相同）
	 */
	public  void removeDuplicateValues(){
		Node currentNode=head;
		Node tempNode=head;
		int tempData;
		while(null!=currentNode && null!=currentNode.next){
			tempData=(Integer)currentNode.data;
			if(tempData==(Integer)currentNode.next.data){
				if(null!=currentNode.next.next){
					tempNode=currentNode.next;
					currentNode.next=currentNode.next.next;
					tempNode.next=null;
				}else{
					currentNode.next=null;
				}
			}else{
				currentNode=currentNode.next;
			}
		}
	}
	
	/**
	 * 已知链表中的元素以值递增有序排列，并以单链表作存储结构。
	 * 试写一高效的算法，删除表中所有值大于等于min且小于等于max的元素（若表中存在这样的元素）
	 * @param min
	 * @param max
	 */
	public  void removeRange(int min, int max){
		if(null==head){
			return;
		}
		int size=size();
		int headData=(Integer)head.data;
		int endData=(Integer)get(size-1);
		if(headData>=min && endData<=max){
			head=null;
			return;
		}
		if(headData>max || endData<min){
			return;
		}
		int startIndex=searchIndexInRange(min,0,size-1);
		if((Integer)get(startIndex)<min){
			startIndex++;
		}
		int endIndex=searchIndexInRange(max,startIndex,size-1);
		if(startIndex==0){
			for(int i=0;i<endIndex+1;i++){
				head=head.next;
			}
		}else{
			Node beforeNode=head;
			for(int i=0;i<startIndex-1;i++){
				beforeNode=beforeNode.next;
			}
			Node curNode=beforeNode;
			for(int i=startIndex-2;i<endIndex;i++){
				curNode=curNode.next; 
			}
			beforeNode.next=curNode;
		}
	}
	/*
	 * 返回的index所在位的值小于等于arm
	 * */
	private int searchIndexInRange(int arm,int beginIndex,int endIndex){
		int tempData=(Integer)get(beginIndex);
		if(tempData>=arm){
			return beginIndex;
		}
		tempData=(Integer)get(endIndex);
		if(tempData<=arm){
			return endIndex;
		}
		int middleIndex=0;
		while(beginIndex<endIndex-1){
			middleIndex=(beginIndex+endIndex)/2;
			tempData=(Integer)get(middleIndex);
			if(tempData<arm){
				beginIndex=middleIndex;
			}else if(tempData>arm){
				endIndex=middleIndex;
			}else{
				break;
			}
		}
		return middleIndex;
	}
	
	/**
	 * 假设当前链表和参数list指定的链表均以元素依值递增有序排列（同一表中的元素值各不相同）
	 * 现要求生成新链表C，其元素为当前链表和list中元素的交集，且表C中的元素有依值递增有序排列
	 * @param list
	 */
	public  LinkedList rsection( LinkedList list){
		LinkedList armList=new LinkedList();
		Node tempNode=head;
		if(null==list || list.size()==0){
			while(null!=tempNode){
				armList.add(tempNode.data);
				tempNode=tempNode.next;
			}
		}else{
			Iterator iterator = list.iterator();
			Integer next;
			Integer data;
			while(iterator.hasNext()){
				next = (Integer)iterator.next();
				while(null!=tempNode){
					data = (Integer)tempNode.data;
					if(data<next){
						armList.add(data);
						tempNode=tempNode.next;
					}else{
						break;
					}
				}
				armList.add(next);
			}
		}
		return armList;
	}
}